【摘 要】
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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
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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。
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