研究目的
为了解决农业系统和人类活动(如书写)中机械能等环境耗散能量的低利用率问题,并克服传统电池的局限性,通过制备基于MXene和聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合薄膜与激光诱导石墨烯(LIG)电极的高度柔性高效摩擦纳米发电机(TENG)。
研究成果
基于MXene和LIG电极开发的高度灵活且高效的三维摩擦纳米发电机(TENG)显著提升了输出性能,在从树叶摆动和人类书写中收集能量方面具有广泛应用,同时适用于平板手写识别、机器人技术及人机交互领域。
研究不足
该研究未明确提及局限性,但潜在的优化方向可能包括进一步提升摩擦纳米发电机(TENG)的输出性能与耐久性,以及探索其工业应用的可扩展性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用MXene与PDMS复合薄膜集成LIG电极制备TENG,通过引入MXene提升PDMS的电导率和摩擦负电性。
2:样本选择与数据来源:
通过LiF和HCl溶液刻蚀Ti3AlC2前驱体制备MXene(Ti3C2Tx)纳米片溶液,其成功制备通过XRD图谱、SEM、TEM及AFM图像确认。
3:实验仪器与材料清单:
所用仪器包括蔡司Ultra-55场发射扫描电子显微镜、Tecnai G2 F20 S-TWIN透射电子显微镜、Dimension Icon原子力显微镜及D8 Advance衍射仪。
4:实验流程与操作步骤:
制备过程包含将PDMS溶液与MXene水溶液混合,旋涂于玻璃板并固化,再与PI基底上激光诱导法制备的LIG电极集成。
5:数据分析方法:
采用激励系统、数字万用表及非接触式静电探针表征TENG的输出性能。
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获取完整内容-
Tecnai G2 F20 S-TWIN transmission electron microscope
G2 F20 S-TWIN
FEI
Used for acquiring transmission electron microscopy (TEM) images.
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Zeiss Ultra-55 field emission scanning electron microscope
Ultra-55
Carl Zeiss Microscopy
Used for collecting images of scanning electron microscopy (SEM).
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Dimension Icon AFM
Icon
Bruker AXS
Used for atomic force microscopy (AFM) images in tapping mode under ambient conditions.
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D8 Advance diffractometer
D8 Advance
Bruker AXS
Used for obtaining X-ray diffraction (XRD) patterns.
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