Nano Energy：具有荷叶微结构的改性有机聚苯乙烯微球嵌入P(VDF-TrFE)助力高性能摩擦电纳米发电机

Nanoyu

2021-05-09

近年来，人们通过优化摩擦材料来提高摩擦电纳米发电机（TENG）的输出功率。

近日，浙江大学张启龙教授报道了一种改性有机聚苯乙烯（PS）微球嵌入的聚[(偏氟乙烯)-三氟乙烯]P(VDF-TrFE)复合材料，通过构建荷叶表面微结构，来提高P(VDF-TrFE)的介电常数。此外，由于十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）在溶剂中含有丰富的带正电荷的-NH₃基团，CTAB修饰的PS微球显著提高了复合材料的表面电位。

文章要点

1）由P(VDF-TrFE)(+)和聚四氟乙烯(PTFE，-)组装而成的TENG具有设计的表面微结构、高介电常数和增强的表面电位，表现出可观的输出功率（短路电流密度和峰值功率密度分别为47.45 mA/m²和7.88W/m²），远远高于原始P(VDF-TrFE)和未修饰的PS/P(VDF-TrFE)。

2）在实际应用中，TENG可以直接点亮413个串联LED，无需储能。此外，研究人员开发了一种智能鼠标垫作为自供电传感器来检测典型的鼠标运动。

这项研究通过简单可行的表面/界面设计和表面电位调节方法，为正摩擦材料的优化提供了一种综合的解决方案。

参考文献

Liqin Yao, Zhao Zhang, Qi-long Zhang, Zheng Zhou, Hui Yang and Lu Chen, Modified organic polystyrene microspheres embedded into P(VDF-TrFE) with lotus-leaf microstructure enables high performance triboelectric  nanogenerator, Nano  Energy, (2021)

DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106128

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106128