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SiO2/氟聚合物界面高充电密度的驻极体纳米发电机

发布时间:2024-04-23 分享至:

纳米发电机能够直接将液滴的运动转化为电信号的过程中,通常需要能够在持续暴露于盐水的恶劣环境中含有高密度的静电荷的疏水基底。目前发展的电荷捕获发电机(CTEGs)通常基于无机氧化物/含氟聚合物的堆叠驻极体,通过均相电润湿辅助电荷注入过程解决此类问题,但是对其中的过程仍没有比较深入的理解。有鉴于此,荷兰特文特大学Frieder Mugele等报道了通过系统性调控氧化物/聚合物的厚度、充电电压、充电时间、加热效应(加热到230 ℃)的作用,从而建立了充电过程的一致性模型。
本文要点:
(1)
发现由于收到水-含氟聚合物界面上的能垒控制,随后限制在含氟聚合物/氧化物的界面上。通过含氟聚合物的保护,能够实现达到-1.7 mC m-2的充电电流密度不会衰减,同时SiO2的介电强度有效的增强230 ℃中的电荷衰减时间长达48 h,说明室温条件中由于热运动导致的放电衰减时间可能长达数千年。
(2)
通过较高介电强度的氧化物、介电强度较弱的含氟聚合物结合,为电控充电过程提供并发展了一种超稳定的驻极体。
参考文献
Niels Mendel, Hao Wu, and Frieder Mugele*, Electrowetting-Assisted Generation of Ultrastable High Charge Densities in Composite Silicon Oxide–Fluoropolymer Electret Samples for Electric Nanogenerators, Adv. Funct. Mater. 2020, 2007872
DOI: 10.1002/adfm.202007872
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202007872

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