3D泡沫

3D多孔泡沫基摩擦电纳米发电机用于能量收集摩擦电；纳米发电机；能量收集；3D泡沫；PDMS。在这里，我们提出了一种简单的方法来制备一个垂直堆积的3D多孔结构基摩擦电纳米发电机( TENG )，可用于以重复接触分离模式从摩擦中收集能量。TENG的单组分由薄铝箔电极和Ni、Cu和聚氨酯( PU )等微观结构的三维泡沫材料组成，它们提供了有利的摩擦表面，特别是增加了弹性体对接触面的摩擦面积。在温和条件下，三维多孔结构TENG单个单元产生的周期性接触/分离诱发的摩擦电功率可达$0.74mW/m^2$。为了论证我们方法的潜在应用，我们将我们的TENG应用于小规模器件中，运行48个LED和电容。我们设想，通过有效地从环境中回收浪费的能源资源，这种能量收集技术可以简单、经济地扩展到可持续运行的便携式电子设备的应用。

最近，人们对三维( 3D )多孔泡沫进行了研究，但在纳米级的比表面积和可伸展性方面还需要进一步的提高，以用于电子和能源的应用。本文报道了一种在三维聚二甲基硅氧烷( PDMS )聚合物泡沫内部的压杆表面形成量身定制的起皱结构的一般策略。通过氧等离子体处理在3D泡沫的支柱上产生可控的皱纹，在单轴预拉伸的3D PDMS泡沫上形成PDMS的双层表面，随后发生松弛。经等离子体处理1 h，预拉伸40 %后，起皱的3D泡沫与原始的3D PDMS泡沫相比，比表面积和拉伸性能分别提高了60 %和75 %以上。为了证明其在性能上的适用性，皱纹的3D泡沫上涂复导电材料制备超级电容器。由此得到的超级电容器表现出更高的储能容量( 8.3倍)，在高达50 %的拉伸下很好地保持了储能容量。