纤维基摩擦纳米发电机的规模化制备及自驱动传感应用研究

来源 :广西大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kingper
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
随着物联网和人工智能的发展,纺织材料不再局限于传统的防护、保暖和审美功能,而被赋予了更多的智能属性。随着可穿戴设备的发展,电子器件越来越高度集成化和微型化。通过摩擦纳米发电机与纺织元素相结合,可以将各种功能器件设计在纺织品结构中。而纤维基摩擦纳米发电机具有独特的优势,可以通过结构设计来集成于不同的纺织结构,实现能量收集和自驱动传感功能。本论文通过不同工艺规模化制备了单电极芯-壳结构的纤维基摩擦纳米发电机,研究了其力学与电学性能,并分别探究了单电极芯-壳结构的纤维基摩擦纳米发电机在自驱动传感方面的应用。(1)本论文通过将聚偏氟乙烯纱线编织在镀银尼龙纱线上,制备出了厚度均匀、长度连续的编织芯-壳结构纤维基摩擦纳米发电机。这种编织芯-壳结构纤维基摩擦纳米发电机具有良好的力学性能,还可以进一步通过纺织技术集成到不同结构的二维纺织品中(如机织和针织),以实现能量收集和自驱动传感功能。二维机织织物基摩擦纳米发电机,可以点亮约116个LEDs,可用于收集生物机械能。二维针织织物基摩擦纳米发电机与普通袜子集成,构建了足底压力检测传感系统,探究了其在不同瑜伽姿势时的足底压力分布情况,在人体运动检测领域中存在巨大应用潜力。(2)本论文利用静电纺丝包芯纱技术将壳聚糖制备成壳聚糖纳米纤维,将其均匀包裹在导电镀银尼龙纱线上,制备了一种可连续生产的单电极壳聚糖基芯-壳结构纤维基摩擦纳米发电机。壳聚糖是从废弃的虾壳中通过化学实验提取得到的,实现了废弃虾壳的再次利用。该方法制备的壳聚糖基芯-壳结构纤维基摩擦纳米发电机具有超轻、较细等特点,并且具有较好的柔韧性,可以承受200 g的重物不断裂。此外,该壳聚糖基芯-壳结构纤维基摩擦纳米发电机可集成于织物中,用于自驱动传感开关,在智能家居领域存在巨大的应用前景。
其他文献
报纸
在最近几年中,过渡金属离子和稀土元素离子在卤化物类钙钛矿材料中的成功掺杂,掺杂后表现了独特的光学和磁学性质,有可能产生重大的应用,故引起人们热切关注与研究。本文中通过采用铁(III)和锰(II)等金属离子掺杂取代非磁性镉基卤化物钙钛矿晶体中的B位阳离子,而形成稀磁半导体,同时表现出有趣的发光、磁光和磁学性质。异价金属离子掺杂可以有效地调控半导体材料中多数电荷的载流子转移,提高电导率和迁移率。并且探
学位
有机无机杂化金属卤化物由于其可调谐的带隙、高吸收系数、长载流子寿命和优越的电荷转移性能已成为一种极具应用潜力的新型光电子半导体材料。同时,多数有机无机杂化金属卤化物的制备不需要先进的技术。有机-无机杂化金属卤化物的化学式为AMX3,其中A为有机阳离子(CH3NH3+、HC(NH2)2+等),M为金属阳离子(Pb2+、Sn2+、Pb2+或Mg2+等),X为卤化物阴离子(Cl-、Br-或I-)。金属卤
学位
本研究立足于互联网迅速发展的背景,思考高校统战工作在新时代的发展方向。本研究从新时代网络统战面临的机遇与挑战出发,探讨统战工作的创新思路和创新方法,为高校网络统战工作的实施提供新思路。
期刊
Mg基储氢材料在储能领域有着明显的优势并且应用前景广阔,但其较差的动力学和热力学性能,遏制了其实际应用。为改善MgH2储氢性能,本文采用湿化学法和高能球磨法制备了一系列碳基过渡金属氧化物复合催化剂,并通过高能球磨将其引入到MgH2中,并通过XRD、TEM、XPS等手段系统地研究碳基过渡金属氧化物复合催化剂对MgH2综合储氢性能的影响,并对催化剂的催化机理进行了分析。首先,以阳离子交换树脂和四水合乙
学位
近年来,我国政府高度重视发展低碳环保、环境友好型经济,要求在保障经济发展的同时节约能源、减少内耗,以缓解能源短缺的问题。在此背景下,节能环保成为社会发展的重要内容之一,而热能转换技术作为节能减排的关键技术因此获得广泛关注。在工业生产过程中产生的集中式余热能源有较为成熟的商业化回收措施,主要方法有热交换技术、热功转换技术、余热制冷制热技术等。但针对生产生活中广泛存在但分布分散的低温余热能源,诸如:非
学位
超新星爆发是大质量恒星耗尽可聚变的元素或白矮星吸积过多物质后产生的强烈爆发现象。通常根据两种方式对超新星进行分类:1.根据观测到的光谱的特征,可以将超新星分为Ⅰ型与Ⅱ型,其中Ⅰ型超新星光谱缺乏氢,Ⅱ型超新星光谱富含氢;2.根据超新星爆发的机制,又能将超新星分为热核爆炸超新星和核塌缩型超新星。本文的第一章介绍了从恒星的诞生、恒星的演化过程,到恒星的死亡,最后爆发成为超新星的物理过程和一些基本的物理概
学位
党的十八大以来,习近平总书记多次发表关于家国情怀的重要论述,赋予了家国情怀鲜明的时代意蕴,形成了“永葆初心”的人民情怀、“民族复兴”的筑梦情怀、“实干兴邦”的奋斗情怀、“崇尚英雄”的英雄情怀、“胸怀天下”的人类情怀的完备表达。新时代,大力弘扬家国情怀要坚持人民至上,引领家国情怀建设新征程;追逐伟大梦想,凝聚民族复兴的精神力量;培育良好家风,激活逐梦圆梦的社会细胞;厚植英雄情怀,接续谱篇开局的使命责
期刊
电致变色是指材料在外加电流或电场的作用下,通过电解质离子或电子的注入/抽出,导致颜色或光学性质(透过率/吸收率/反射率)产生可逆变化的现象,电致变色技术已经在节能建筑智能窗、汽车防眩光后视镜、军事伪装等领域有广泛应用。二氧化钛(Ti O2)具有优异的物理化学稳定性和环境相容性,是一种非常有应用潜力的电致变色材料。近年来,关于Ti O2的电致变色研究已取得不小的进展。但仍然面临如光学调制能力较弱、着
学位
随着物联网时代的到来,数以亿计的各类微型传感器出现在我们生活的每一个角落,是实现新时代物与物以及人与物信息交互的基础。虽然单个传感器所需的能量是微小的,但是整个传感器网络对能源的需求是巨大的且具有分布广泛的特点,这使得传统的集中式供能方式无法实现可持续、可再生、低成本的供能,成为研究人员致力于解决的新时代能源问题。作为一种新型的可再生能源收集装置,摩擦纳米发电机(Triboelectric Nan
学位