耐酸碱的和栅极结构的摩擦电纳米发电机

来源 :青岛大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kevin_fisker
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在最近几年中便携式和可穿戴无线设备的飞速发展和第五代(5G)技术的普及,智能电子手表、智能手环和智能眼镜等小型电子设备越来越受人们的欢迎,但不可避免的是由于设备朝着小型化的趋势和电池使用过程的中的损耗,设备电源的更换变的越来越麻烦。摩擦电纳米发电机(TENG)作为一种高效环保的蓝色能源,为小型电子设备供电提供了一种全新的方式。在本文中我们介绍了耐酸碱的TENG和栅极结构TENG在安全方面的应用。随着技术的不断进步,环境保护的问题变得越来越重要,在恶劣环境中使用电子设备已逐渐引起人们的关注。例如,TENG的摩擦层可能会被腐蚀(例如酸性,碱性或油性环境),从而导致TENG损坏或破坏。在第二章的工作研究中,TENG的摩擦层由使用静电纺丝和烧结工艺制备的具有超疏水特性的烧结后的聚乙烯醇-聚四氟乙烯(S-PVA-PTFE)复合膜和通用的工业吸油纸构成。TENG的最大功率密度可达261 m W m-2,可以点亮100个蓝色LED,能让各种小型电子设备正常工作。此外,将摩擦层浸泡在强酸溶液中然后浸泡在强碱溶液中72小时后,TENG的性能没有明显变化。TENG可以在油腻的工作环境中稳定工作。TENG为在恶劣环境下工作的自供电传感器提供了一种新颖的方法。柔性和可穿戴电子产品的快速发展提出了向小型化,移动性,多功能性和人工智能发展的趋势。TENG可以利用微/纳米多功能材料来有效地收集和存储周围环境中的能量,从而可以驱动智能小型化电子设备持续稳定地运行。TENG的输出功率密度的增加需要新的设计。在第三章的研究当中,提出了一种新的光栅TENG,并通过以两个平行电极作为集电极的近场电纺丝和常规静电纺丝分别制造了两个摩擦层。我们发现,由于更精细的光栅结构以及接触面积的改变,这种纳米发电机可以实现1800 W m-2的非常高的输出。TENG也可以用作自供电传感器来检测机械信号,不需要额外的电源来驱动它。同时,TENG的各向异性也可用于感应角度,锁定设备或加密信息。这种输出控制技术为将来的输出功率改善提供了更有效的思路,也就是说,可以通过有效地调整相应的接触面积和电极面积来设计新一代的高输出TENG。
其他文献
沉积物中积累的污染物常通过分子扩散机制影响沉积物上覆水水质,而地表水-地下水交换,尤其是慢速交换会促使沉积物-水界面区域的污染物形成独特的垂向梯度,从而对污染物的迁移与归宿产生重要的影响。通常认为,随着作用时间的延长,慢速下渗能够抑制沉积物中溶质向上扩散对其上覆水水质的影响;定量慢速下渗对污染沉积物影响上覆水时间尺度的影响能够为水环境修复决策提供参考。但目前相关研究中缺乏识别污染沉积物影响其上覆水
可充电锂离子电池(LIBs)是便携式电子设备应用和大规模储能的关键电源。基于传统金属氧化物(例如,Li Co O2,Li Mn2O4,Li Fe O4等等)正极的LIBs,以及低理论比能量密度的石墨负极无法满足电动汽车(EVs)和电网能源的需求。锂硫电池(LSBs)因其具有高的理论比容量(1675 m A h g-1)和高的能量密度(2600 W h kg-1)引起了人们的极大兴趣,被认为是下一代
资源灾难和气候变化的严重警告,使得开发交替、可持续和清洁的能源被认为是当今世界最重要的目标。纳米发电机(NG)是一种纳米级的能够将外界环境的机械能转换成电能的能量收集器件。同时,它也被证明是一种简单的、低成本的、结构稳固的、效率较高的收集机械能的途径。由于纳米发电机在制备的过程中多使用有毒的有机溶剂,而且使用的有机材料会影响人们的身体健康,易对环境和人体造成危害,并且使得纳米发电机很难有与人体直接
随着科技的发展,人们对能源的需求越来越大。目前,锂离子电池由于其相对较高的能量密度、长寿命和环境友好性,在储能技术中发挥了重要作用,并广泛应用于手机、便携式计算机和电动汽车等电子设备中。钛基氧化物材料由于具有高的理论比容量、资源丰富、对环境友好等优点,而被广泛研究。但钛基氧化物存在着充放电过程中体积变化较大和导电率较低等问题,导致了较差的循环稳定性。对此,本论文通过构建多孔的亚微米棒结构以及碳包覆
研究目的肺癌是发病率和死亡率最高、增长最快、且对人类健康威胁最大的恶性肿瘤之一,据估计每年有160万人因患肺癌死亡。肺癌发生和进展的基本机制仍不清楚,更好地理解肺癌发生、进展和耐药性的分子机制将有助于改善诊断、治疗和预后。通过免疫组化(IHC)、PCR、细胞培养等自有技术,进行分子生物学研究,揭示肺癌转移相关基因及其标志物,对于早期预测以及基于靶点的精准治疗,都具有重要的理论和临床意义,本研究的主
随着纳米技术的高速发展,纳米纤维的独特性和潜在应用为社会可持续发展以及针对生物医学,医疗保健和环境问题的创造性解决方案提供了新的策略和机遇。静电纺丝技术是一种简单高效的生产纳米纤维材料的新型制备技术,具有制造装置简单,方便改造工艺,材料种类广泛,纤维比表面积大和可控孔隙等优点,从而成为21世纪千万学者的研究热点。野外伤口出血常伴随着细菌感染,由于条件有限,在不可能携带大量医疗物资的情况下,使用相同
随着现代社会的飞速发展,信息技术产业规模日益膨胀,对充当产业硬件条件的大规模集成电路提出了越来越复杂的要求。常规的硅基电路具有集成度高、运行精准以及产业链成熟等优点,但在多种物理量交互等方面的性能表现较为单薄,摩尔定律也预言硅基集成电路的集成度终究会到达瓶颈。因此,亟需一种新型的电子元器件来弥补硅基电路的不足以及解决将要遇到的问题。种类极为丰富的铁性氧化物材料具有各种各样的物理性质,特别是在多物理
超材料是人造材料,其光学特性取决于本身的几何结构,可以得到天然材料不具有的光学性质。超材料丰富的物理特性可以在亚波长尺度实现对光场多个维度的灵活调控,因此在光学与信息科学、生物传感技术、微波与太赫兹器件、生命科学与医学等方向具有重大的应用前景,成为微纳光学领域的研究热点。本论文主要对超材料光场振幅调控进行研究,设计了电磁诱导透明超材料、超材料完美吸收器以及动态可调超材料,并使用有限元法对设计的超材
本论文的主要工作就是选择特殊的共轭桥对有机光学发色团的分子进行设计,使之具有二阶非线性光学效应。基于双能级模型和电荷转移理论,研究的焦点聚集在具有D-π-A型结构的有机化合物。决定发色团非线性光学性质的最基本因素为分子内的电荷转移效率,对于不同的共轭桥具有不同的离域效率,而二苯乙烯是电子离域效率最高的共轭体系之一。基于二苯乙烯这种结构框架,在π-共轭桥的两端添加上不同的给体、受体基团,或者将具有不
纳米材料,以其独有的新奇性质在电子器件、航天领域、光电催化、储能器件、生物医学乃至纺织、机械、环保等各个领域都得到了极为成熟的应用。基于以上对纳米材料的应用,探索纳米尺度材料的合成、微观结构以及低维性质,将有效的推动对纳米材料相关理论基础的认识,也将拓宽其在各大领域的实际应用。本文制备了In2O3、Pr0.5Sr0.5Fe O3和La0.25Pr0.25Sr0.5Fe O3纳米纤维,对以上几种材料