透明柔性可折叠纤维素基摩擦纳米发电机制备与性能研究

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:uto
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
当前,基于塑料、金属、橡胶等传统材料已开发了一系列的摩擦纳米发电机。这些摩擦纳米发电机已经展现良好的性能,但其废弃时不可避免的会造成浪费和环境污染。纤维素基材料具有可降解、可再生、生物相容等特性,通过以纤维素基材料为构筑单元,可以制得具有纤维素基材料特点的摩擦纳米发电机。尽管基于各种纤维素基材料开发了一系列的摩擦纳米发电机,将柔性、透明、可折叠等特点同时集成于一个纤维素基摩擦纳米发电机上仍是一个挑战。本研究分别以木质TEMPO氧化纳米纤维素(NFC)和乙基纤维素(EC)为原料,结合银纳米线(Ag NWs)作为导电材料,在开发环境友好的柔性、透明、可折叠纤维素基摩擦纳米发电机的同时,探究了制得的摩擦纳米发电机的性能。论文具体研究内容如下:(1)在玻璃片上依次制备EC或NFC摩擦电层、Ag NWs电极层和EC/柠檬酸三乙酯(TEC)保护层,构建了具有三层复合结构的透明纤维素基薄膜。并对薄膜的形貌、结构、透明性、导电性等进行分析。制得的纤维素基薄膜具有良好的透光性能和优良的导电性能,并能通过折叠或裁剪工艺构建不同的结构和形状。(2)基于制备的纤维素基薄膜开发了单电极的摩擦纳米发电机,并对摩擦电输出进行测试。其中,以EC为摩擦电层的摩擦纳米发电机能够产生150.0 V的开路电压、0.74μA的短路电流和51.89 n C的短路转移电荷。相比之下,NFC衍生摩擦纳米发电机的开路电压、短路电流和短路转移电荷则为99.0 V、0.38μA和35.71 n C。尽管输出性能较低,NFC构成的摩擦电层具有更好的可折叠性。制得的摩擦纳米发电机在具有良好的输出耐久性的同时,还能点亮一定数量的发光二极管。(3)以制备的摩擦纳米发电机结合相应的电子器件,可获得透明、柔性、可折叠的自供电传感器。经过折叠塑型,制备的纳米发电机能够实现在多维空间结构下的传感开关应用。通过调节制备工艺,可以获得具有四个摩擦纳米发电机的阵列薄膜。将阵列薄膜与电路系统结合,可以得到基于自驱动传感的触控密码识别系统。基于薄膜的可折叠性能,阵列薄膜进一步实现了从单一平面到多平面空间的密码解锁应用。
其他文献
为解决木质材料加工剩余物浪费及其带来的环境污染等问题,本研究提出以木质资源为框架,结合光催化技术制备具有可见光催化降解能力的复合催化剂,以可再生材料的高值化加工利用,解决其带来的环境污染问题。本论文以速生材杉木为模板作为研究对象,借助生物模板法制备Zn/Ti O2复合光催化剂。考察工艺参数的变化对复合光催化剂微观形貌和晶相结构的影响,同时对其在可见光条件下的有机污染物降解能力进行测试,探讨木材模板
学位
响应“碳中和”、“碳达峰”,建设资源节约、绿色低碳的社会是当前的主要发展趋势。光催化技术作为一种绿色清洁、环境友好的污染物分解技术,被广泛的应用于水环境原位修复治理。钒酸铈(CeVO4)作为一种稀土钒酸盐半导体光催化材料,具有稳定、无毒、耐腐蚀的特点。近些年在光催化领域有所应用,但其禁带宽度范围在3.3-3.4 eV,颗粒易团聚,这限制了其应用。为了增加其光响应范围,提升光催化能力,以木材结构为启
学位
钛合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等优点,被广泛应用于航空航天和航海船舶等领域的关键构件制造。传统工艺由于所需加工时间长、切削困难和浪费材料等缺点,无法满足复杂精密钛合金构件的快速制造要求。而激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术凭借独特的成形方式,可以实现各种复杂精密构件的一体化制造。但在成形过程中由于较大的温度梯度和极快的冷却凝固速率,成形件易产生残余拉应
学位
柔性致动器是一种基于智能驱动材料制作而成的功能器件,具备质轻、柔软、微小、智能化等特点,能够通过感受外界刺激如光、电压、温度、湿度或化学气氛的变化,产生相应的力、位移或形变,在软体机器人、人工肌肉、智能穿戴设备、仿生学应用等领域,具备大放异彩的潜力。柔性电化学致动器,又称离子型致动器,依靠电化学过程中的离子迁移造成致动膜不同程度上的体积膨胀,宏观上表现出致动器的运动。从本质上看,电化学柔性致动器是
学位
<正>教育帮扶具有针对性强、续航时间长以及成效显著等特点,是教育脱贫的主要方式之一。为进一步助力彝族地区的乡村振兴,在中国教育学会成都未来教育家延伸项目中,成都未来教育家基地校——四川省凉山彝族自治州甘洛县普昌镇中心小学(以下简称“普小”)和成都市龙泉驿区跃进小学(以下简称“跃小”),尝试以“共建”模式来探索民族地区的教育帮扶路径。
期刊
人们待在室内的时间越来越多,为了保障室内空气质量,减少室内环境对人体健康的危害,本文研究刨花板素板和饰面刨花板醛酮类化合物的释放特征,为进一步净化刨花板醛酮类化合物释放提供了理论参考。同时,考虑到利用催化氧化方法对污染气体处理不仅能够起到良好的净化作用,还可以避免二次污染的产生,因此,在前述研究基础上,本文又开展了针对刨花板释放的代表性醛酮类化合物中催化净化处理研究。首先利用高效液相色谱—紫外分光
学位
目的 了解昆明市级医疗机构消化内镜消毒质量情况,为规范开展内镜清洗消毒提供参考。方法 对昆明市级27家医疗机构内镜室(诊疗中心)的消毒后消化内镜和使用中消毒液进行采样检测菌落总数,分析检测结果。结果 2021年消毒后内镜和使用中消毒液总合格率为95.1%,其中消毒后内镜合格率91.7%,使用中消毒液合格率100.0%;第三季度消毒后内镜合格率略高(95.7%),4个季度合格率差异无统计学意义;二级
期刊
碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)作为一种新型的发光碳纳米材料,具有优异的水溶性、化学惰性、生物相容性及易于表面功能化修饰等特点,在分析检测、生物成像、光电设备构建及能源开发等领域展现出巨大的应用潜力。木质素作为世界上含量第二丰富的天然高分子有机物质,多数以副产品的方式存在于制浆等工业中,造成资源的浪费。从可持续发展的角度看,木质素的碳含量高、具有丰富的含O官能团及芳构化
学位
烟气轮机(烟机)叶片结垢已成为影响国内催化裂化装置长周期运行的主要原因之一。分析得知,催化剂的强度和旋风分离器的设计是影响催化裂化装置烟机结垢的两个主要因素。立足于烟机结垢机理,结合催化裂化操作工况,分析探讨了上述两个因素对烟机结垢的影响。研究表明,应充分关注三级旋风分离器出口或烟机垢样的颗粒粒径分布情况。如果粒径主要集中在1~10μm,则烟机结垢原因主要是由于催化剂强度不足,大量催化剂被打成细粉
期刊
超疏水材料在自清洁、防污、减阻等方面具有巨大应用潜力,但是大部分超疏水材料是由含氟化合物或硅烷所制备,对环境具有一定的危害,此外,超疏水涂层的制备工艺相对复杂,也限制了其应用,因此基于天然材料通过简便方法开发超疏水材料成为了研究热点。纤维素具有储量丰富、可再生、可生物降解和易于功能化改性等诸多优点,在环境友好型超疏水材料领域具有潜在的应用价值。因此,本论文以微晶纤维素作为原料,对微晶纤维素进行疏水
学位