压电

Abstract(#br)A flexible composite film based piezoelectric nanogenerator has been explored using lead-free (1− x ) KNaNbO 3 - x BaTiO 3 NPs ( x = 0.02, 0.04, 0.06 and 0.08) (used as KNN- x BTO) nanoparticles (NPs). The composite films were made of KNN-x BTO NPs impregnated into a Polydimethylsiloxane (PDMS) matrix. BTO was doped into the KNN lattice without affecting the orthorhombic phase of KNN. Structural analysis such as XRD and Raman spectroscopy were used to confirm the phase formation and atomic vibrations of the piezoelectric materials.

压电/非压电聚合物和BaTiO3纳米颗粒组成的有机-无机压电纳米复合材料的输出性能比较研究；压电；$BaTiO_3$；PVDF；纳米复合材料；压电能量收集技术正引起人们的关注，因为它可以将更易获取的机械能资源转化为周期性电能。压电能量收集器( PEHs )领域的最新进展与无机压电纳米材料和有机弹性体制备的纳米复合材料相关联。这里，我们利用$BaTiO_3$纳米粒子和压电聚偏氟乙烯( PVDF )聚合物基体制备了纳米复合材料基PEH，以提高PEHs的输出性能。压电纳米复合材料是将无机压电陶瓷纳米颗粒分散在有机压电聚合物内部，然后旋涂在金属板上制备的。所制备的有机-无机压电纳米复合材料基PEH在反复机械推动下收获了~ 1.5 V的输出电压和~ 90 nA的电流信号：这些值与用非压电聚二甲基硅氧烷( PDMS )弹性体制成的能量器件进行了比较，并得到了多物理场模拟软件的支持。

Flexible Piezoelectric Nanocomposite Generator Devices based on BaTiO\u003csub\u003e3\u003c/sub\u003e Dendrite NanostructureEnergy harvesting;Flexible nano-generator;Piezoelectric;$BaTiO_3$;In this paper, the flexible piezoelectric nanocomposite generator(NCG) device based on $BaTiO_3$ nanostructures was fabricated via simple and low-cost spin coating method. The $BaTiO_3$ nanostructures synthesized by self-assembly reaction showed dendrite morphologies.

柔性好、输出高的压电纳米发电机( PENGs )在收获机械能和供电电子方面具有很好的应用前景。本研究报道了一种层状BaTiO3花( BTFs )的合成及其填充到聚二甲基硅氧烷( PDMS )基体中，以获得具有优异能量收集性能的复合材料。在3.5 Hz的50 N压缩下，BTF基PENG的电压为260 V，电流为50 µ A，功率为1728 µ W，输出功率比BT纳米粒子填充聚合物复合材料高两个数量级。模拟结果表明，花瓣处的高局部应力是BTFs性能提高的主要原因。PENG在5000次循环下显示出良好的耐久性，并点亮了58个商用发光二极管和显示器。PENG产生了30 - 100V的收割人体手拍和脚步的动作，大约50V的收割篮球跳跃的运动动能。本研究提出了一种基于BTF的PENG，显著提高了微/纳米能量系统的能量收集性能。

植入的医疗器械，如心脏起搏器和除颤器，依靠电池进行手术。然而，传统的电池使用时间仅为几年，需要额外的手术进行更换。直接从人体中获取能量，可以在不受电池有限寿命限制的情况下，为植入式医疗器械提供一种新的自我可持续电源范式。这里，我们报道了一种采用聚二甲基硅氧烷( PDMS )填充微孔P ( VDF- TrFE )复合膜的多束心脏能量收集器的设计。我们首先在微孔P ( VDF-TrFE )薄膜中添加ZnO纳米颗粒和多壁碳纳米管来提高能量输出。30 % ZnO和0.1 % MWCNTs的混合比得到3.22 ± 0.24 V的电压输出，电压输出是纯P ( VDF- TrFE )薄膜的46倍。接下来，我们发现含有PDMS的复合膜产生的电压比没有PDMS的复合膜高约105 %。为了在心脏起搏器中的应用，我们发展了一种简单的制造方法，通过构建一个圆柱形多束装置，驻留在起搏器上，通过心跳驱动的铅的复杂运动来获取能量。由于能量收集组件被集成到起搏器中，它大大减少了与起搏器相关手术相关的风险和费用。这项工作为新一代能量收集器的发展铺平了道路，将使患者受益于各种植入式生物医疗设备。