增强了聚二甲基硅氧烷- BaTiO3基柔性压电纳米发电机用于触觉模仿应用的能量收集能力
近年来，可穿戴式压电纳米发电机( PENG )的发展引起了人们的广泛关注，尤其是在选择高压电系数的无铅压电材料方面。钛酸钡( BTO )是一种环境友好型压电陶瓷。由BTO基压电填料衍生的PENGs近来引起了广泛关注。然而，在追求高输出性能时，柔性电极的探索和仿触觉功能的可穿戴PENGs的应用通常被忽略。采用冷冻干燥法制备了0.82 Ba ( Ti 0.89 Sn 0.11 ) O3-0.18 ( Ba 0.7 Ca 0.3 ) TiO3组成的多孔压电填料，然后将聚二甲基硅氧烷( PDMS )填充到压电陶瓷的微孔中，形成了具有明显三维互联结构且分布均匀的无机压电材料。掺杂和结构修饰均能提高BTO基PENG的输出性能，其中合理的掺杂对提高当前PENG系统的电输出起着重要作用。为实现全柔性压电纳米发电机( PENG )，采用集成PDMS的银纳米线网络作为柔性电极，采用真空过滤与后续干转移工艺相结合的技术制备。PENG在2 Hz的垂直力35 N下，可输出最大开路电压( V OC )为39 V，短路电流( I SC )为2.9 μA，最大瞬时功率为24.2 μW。此外，该器件在受到外压或弯曲应力作用时能有效地显示输出电信号。垂直压应力下PENG的输出特性高于弯曲应力，COMSOL仿真也证实了这一点。