孔隙调制的压电-三波电混合纳米发电机用于感知小能量冲击

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 15:59
文章英文标题
Porosity modulated piezo-triboelectric hybridized nanogenerator for sensing small energy impacts
正文
增强纳米发电机的性能是纳米发电机和自发电系统领域的主要研究热点之一。本手稿展示了将摩擦电纳米发电机和压电纳米发电机( TENG-PENG )结合在一起,通过制备杂化纳米发电机来增强电输出。此外,还采用了一种表面改性工艺,用聚二甲基硅氧烷( PDMS )聚合物和钛酸钡( BaTiO3 )颗粒共同构筑多孔复合膜。输出通过复合膜的表面电位及其驱动时复合膜的压电性能产生。正、负摩擦层分别为铝和多孔PDMS - BaTiO3复合膜。当负载电阻为100 M Ω时,PDMS-TiO3 ( 10 wt % )多孔复合膜基器件[ P-DMHG4 ]具有最高的电输出280   V和5.6 µ A,瞬时面积功率密度为0.040   mW / cm2。P-DMHG装置能够充电一个电容,有效地驱动了低功耗电子器件,并成功地演示了其作为自供电冲击传感器的作用。冲击传感器通过在自行车头盔上放置多个位置进行实时测试,并进行机械冲击检查。在较低的能量冲击水平下,器件表现出2.101   V / cm的良好灵敏度。试验证明,该装置可以成为传感器领域的潜在候选设备,可以很快将该装置用于医疗、工业和体育等领域的应用。
文章内容(英文)
Enhancing the performance of the nanogenerator is one of the main focuses in the field of nanogenerators and self-powered systems. The present manuscript shows the enhancement of electrical output by the fabrication of a hybridized nanogenerator by combining both triboelectric and piezoelectric nanogenerators (TENG-PENG). In addition, a surface modification process is employed by creating a porous composite film with polydimethylsiloxane (PDMS) polymer and barium titanate (BaTiO\u003csub\u003e3\u003c/sub\u003e) particles. The output generates through the surface potential of the composite film and piezoelectric property of the composite film upon its actuation. The positive and negative triboelectric layers are Aluminum and porous PDMS-BaTiO\u003csub\u003e3\u003c/sub\u003e composite films. The PDMS-BaTiO\u003csub\u003e3\u003c/sub\u003e (10 wt%) porous composite films-based device [designated as P-DMHG 4] generates the highest electrical output 280 V and 5.6 µA with the instantaneous area power density of 0.040 mW/cm\u003csup\u003e2\u003c/sup\u003e at a load resistance of 100 MΩ. The P-DMHG device was capable of charging a capacitor which effectively drives the low power electronic devices and successfully demonstrated to act as a self-powered impact sensor. The impact sensor tested in real-time by placing at multiple positions on a bicycle helmet and checked upon mechanical impacts. The device shows a good sensitivity of 2.101 V/cm at a lower energy impact level. The tests prove that the device can be a potential candidate in the field of sensors and can employ the device for health care, industrial and sports applications soon.
来源出处
Journal|[J]Applied Materials TodayVolume 22, 2021. PP 100900-
DOI
https://doi.org/10.1016/J.APMT.2020.100900

PDMS臻品推荐

PDMS-微流控基质材料-PDMS/道康宁SYLGARD184-聚二甲基硅氧烷/0.5KG(组)

产品说明书PDF自助在线看:http://www.pdmshub.com/sih

信息更新:

美国总工厂生产的0.5KG原始包装的PDMS延期至2021年9月16日后才能交货,默认我们将发国内库存的进口分装产品(02085925-0.5KG);另受制于有机硅大幅涨价潮影响,2021年9月1日后将上调销售价格,另行通知。Dow Corning=道康宁=Dow SiL=陶氏,都是同一家公司。 2021.09.01更新

美国总工厂生产的0.5KG包装的PDMS恢复正常进口,合法正规,质量金标准,欢迎订购使用。并承诺从我司购买的皆为原厂包装,100%未开封,附带技术手册,非国产灌装仿制、非分装、非仿冒外包装产品,可以放心使用。大量订购更有优惠。2021.04.01更新

备注:由于dowsil与道康宁公司合并,美国总工厂生产的PDMS,价格涨幅高达1倍之多,因针对科研用户使用,特备货规格0.5KG。如果您需要美国总工厂原厂生产的大规格包装的预定,可以与QQ 11366508联系给予报价/货期。2021.05更新

此链接为PDMS-微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184/小桶0.5KG装的链接。

一般性的产品性能参数表参考以下小桶装的参数:

微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;

品牌型号:道康宁SYLGARD184

包装规格:0.5KG/罐[含有45.4g固化剂,总重量为0.5KG]

产品颜色:保质期限:36个月

存放环境说明:室温,阴凉处保存

备注说明:

美国道康宁道康宁SYLGARD 184硅橡胶是由液体组分组成的双组分套件产品,包括基本组分与固化剂。基本组分与固化剂按10:1重量比完全混合,中等粘度混合液的稠度与SAE 40机油相似。无论厚薄,混合液将固化成为具有韧性的透明弹性体,最适用于电子/电气方面的封装与灌封应用。 道康宁SYLGARD 184硅橡胶在25~150℃的温度范围内固化,无放热现象,无需二次固化。固化过程完成后,可立即在-55~200℃的温度范围内使用。 产品特性:低毒性,在常规的工业操作中,无特别的注意事项; 无溶剂或固化副产物, 固化时不放热;无需特殊的通风条件,不会产生腐蚀;固化时,收缩量小; 固化后, 透明具有弹性;抗震与减缓机械震动;振动的传递性能小;元件可裸视检查与易修补性; 环保性能;低吸水性,良好的耐辐射性能;高真空状态下的低漏气性; 优异的电性能;较大温度范围内的稳定性, 抗解聚;在-55~200℃范围内,甚至在密闭状态下保持弹性与柔韧性,性能稳定; 阻燃性,UL可燃性分级为94 V-1,温度等级:130℃ 产品用途: 道康宁SYLGARD 184硅橡胶在电气/电子的封装与灌封方面有广泛的应用。