二氧化碳发泡

寻找一种新的、可持续的、可扩展的方法来制造高性能、耐用的摩擦电纳米发电机( TENGs )是一个正在进行的追求。本研究采用表面约束超临界二氧化碳( scCO2 )发泡法制备无皮多孔热塑性聚氨酯( TPU )薄膜，作为一种新型的摩擦摩擦材料。无皮多孔结构使输出电压和电流分别提高了340 %和460 %。当凹形结构多孔TPU薄膜与凸形结构聚二甲基硅氧烷( PDMS )薄膜通过构建互补接触状态配对时，性能进一步增强40 %以上。优化后的TENG输出电压为260   V，电流为46  μA，在3.3  × 10 6Ω外负载上获得了4.6   W / m2的高功率密度，能够点亮LED、充电电容和功率小电子。TPU和PDMS的高超柔韧性和健壮性使TENG具有优异的稳定性和耐久性，并能作为一种多功能的自供电传感器，能够检测冲击力、各种变形和监测人类行走行为。该工作为制备高性能TENGs摩擦电多孔膜提供了一种高效、可扩展的绿色方法，并为合理设计形状互补的摩擦层以提高能量输出提供了思路。