国产精品日日摸夜夜添夜夜添无码_亚洲国产成人精品无码区99_蜜桃秘做爰免费网站_国产一区二区不卡视频_精品人人槡人妻人人玩_色777狠狠狠综合伊人_日日夜夜嫩草_国产精品无码久久久_国产精品无码久久久久av_五月天堂婷婷爱_久草资免费资源_羞羞答答综合网_又湿又紧又爽视频免费软件_每日更新日韩精品_欧美精品18videosex性欧_橙人精品在线观看

  基于摩擦起電和靜電感應(yīng)原理的摩擦電納米發(fā)電機(jī)(TENGs)由于簡單的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的輸出性能，機(jī)械能收集與自供能傳感領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，目前多數(shù)TENG存在著諸如制備工藝復(fù)雜，成本高，耐久性差，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)�；a(chǎn)等問題，從而極大降低了設(shè)備靈活性及耐用性。此外，大多數(shù)TENGs缺乏封裝保護(hù)，導(dǎo)致摩擦電荷易受水汽等環(huán)境干擾。并且，當(dāng)前額外封裝策略（如硅膠外包裝）雖提升耐候性，卻加劇組裝復(fù)雜度，且在非均勻壓力下易失穩(wěn)，制約高性能TENG的規(guī)�；瘧�(yīng)用。

  近日，青島科技大學(xué)超臨界發(fā)泡團(tuán)隊(duì)聯(lián)合鄭州大學(xué)橡塑模具國家工程中心，基于環(huán)保和可持續(xù)理念，通過一種創(chuàng)新的環(huán)境可持續(xù)性一步周邊約束發(fā)泡（PCF）方法，開發(fā)了一種仿生自支撐自封裝穹頂結(jié)構(gòu)摩擦納米發(fā)電機(jī)（DTENG），極大地提升了TENG的穩(wěn)定性和耐用性。在PCF中，壓力釋放導(dǎo)致泡沫膨脹，周邊約束導(dǎo)致泡沫不均勻膨脹，從而形成了宏觀穹頂結(jié)構(gòu)。由于自支撐和自封裝的結(jié)構(gòu)以及穹頂結(jié)構(gòu)，優(yōu)化后的DTENG展示出 263 V 的高開路電壓（Voc）和107.7 mW/m²的功率密度。此外，由于其堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和封閉的構(gòu)造，DTENG 展示出極高的耐用性，可承受60,000次循環(huán)，且具有抗紫外線、抗溫度和抗腐蝕的性能。特別是，DTENG 已通過連續(xù)水下運(yùn)行和車輛碾壓后的穩(wěn)定性測試�；谶@些性能優(yōu)勢，DTENG 在惡劣環(huán)境下的自供電傳感方面展現(xiàn)出巨大潛力，并被設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)水流的自主控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測。這項(xiàng)工作為高性能且耐用的仿生TENG的可擴(kuò)展和可持續(xù)發(fā)展提供了新策略。

圖1. a) 展示TENGs簡單制備與摩擦電性能之間矛盾關(guān)系的示意圖；b) DTENG的橫截面宏觀形貌圖及海洋中的水母圖片；c)DTENG通過一步法超臨界CO₂ (scCO₂)周邊約束發(fā)泡的成型原理圖；d) scCO₂發(fā)泡前后DTENG宏觀形貌對(duì)比；e) DTENG結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分解視圖；f) DTENG與報(bào)道的類似穹頂結(jié)構(gòu)研究相比的突出優(yōu)勢。

圖2. a) 使用平滑表面和圖案化表面PDMS組成的DTENG的開路電壓(Voc)結(jié)果；b) 不同發(fā)泡溫度下制備的DTENG中穹頂結(jié)構(gòu)TPU層的橫截面掃描電鏡(SEM)圖和 c) 發(fā)泡特性表征(n = 5)；d) 在70至130℃發(fā)泡溫度下制備的DTENG的開路電壓(Voc)和e) 短路電流 (Isc)；f) 不同發(fā)泡溫度下制備的DTENG的側(cè)視光學(xué)照片；g) 不同發(fā)泡溫度下制備的DTENG的厚度及開路電壓(Voc)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

圖3. a) 展示DTENG在外力作用下變形過程的照片；b) DTENG在按壓和釋放循環(huán)中工作機(jī)理的示意圖；c) DTENG從釋放狀態(tài)被按壓至壓縮狀態(tài)時(shí)摩擦電勢變化的模擬結(jié)果；d) 使用不同壓縮力按壓DTENG時(shí)，其短路電流(Isc)和開路電壓(Voc)的擬合曲線；e) DTENG的開路電壓 (Voc) 和f) 短路電流(Isc)隨沖擊頻率在1至4 Hz范圍內(nèi)變化的情況；g) DTENG在50 N壓力下連續(xù)運(yùn)行60,000次(15,000秒)的開路電壓(Voc)和h) 短路電流 (Isc) 長期穩(wěn)定性。

圖4. a) 經(jīng)過紫外線照射后最優(yōu)DTENG的短路電流(Isc)；b) 經(jīng)過極端溫度處理后最優(yōu)DTENG的短路電流 (Isc)；c) DTENG和發(fā)泡前樣品的紅外熱成像圖； d) DTENG的抗壓測試；e) 水下測試中用手指捏壓時(shí)測得的短路電流 (Isc) 信號(hào)；f) 不同濕度水平后最優(yōu)DTENG的短路電流(Isc)；g) 經(jīng)過鹽酸溶液、氯化鈉溶液和氫氧化鈉溶液腐蝕處理后最優(yōu)DTENG的短路電流(Isc)；h) 外部環(huán)境中干擾DTENG摩擦電性能的主要因素。

圖5. a) DTENG被一根手指和兩根手指觸摸時(shí)的開路電壓(Voc)信號(hào)；b) DTENG 被腳尖慢速和快速輕踏時(shí)的開路電壓(Voc)信號(hào)；c) 實(shí)時(shí)無線傳感系統(tǒng)的硬件和流程圖；d) 所開發(fā)傳感系統(tǒng)的具體物理連接圖；e) 無線傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作界面；f) 通過手指按壓實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別放水時(shí)對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。

  相關(guān)研究成果以Bioinspired Self-standing and Self-encapsulated Dome Architectured Triboelectric Nanogenerators with Exceptional Stability and Durability為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》（IF=19，中科院一區(qū)TOP期刊，DOI: 10.1002/adfm.202505747）。該成果以青島科技大學(xué)為第一署名單位，謝一兵博士為第一作者兼通訊，張振秀教授和劉春太教授為共同通訊。此研究工作得到國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金、青島市自然科學(xué)基金、青島市博后項(xiàng)目等資助支持。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202505747