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题名摩擦纳米发电机用皮芯结构纤维的制备及其性能
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作者
于梦菲
高文丽
任婧
曹雷涛
彭若铉
凌盛杰
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机构
上海科技大学物质科学与技术学院
复旦大学聚合物分子工程全国重点实验室
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出处
《纺织学报》
北大核心
2025年第5期1-9,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(52322305,52473098,21935002)。
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文摘
针对具有皮芯结构的摩擦纳米发电机用纤维传统制备工艺复杂的难题,采用微流控纺丝技术,以高介电常数聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为皮层材料,丝素蛋白-1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMImAC)离子液体(SE)溶液为导电芯层材料,一步法制备了单电极聚偏氟乙烯-六氟丙烯-丝素蛋白离子液体(PSE)摩擦纳米发电机用纤维(PSE-TENG纤维)。分别借助扫描电子显微镜、万用材料力学测量仪对PSE-TENG纤维的形貌、结构、力学性能进行了表征。使用疲劳测试机进行运动模拟,采用示波器对PSE-TENG纤维的电输出性能进行信号采集。探讨了纺丝参数对PSE-TENG纤维结构的影响,评估了PSE-TENG纤维的力学性能,并探究了PSE-TENG纤维在不同机械运动条件下的输出性能和长期使用稳定性。研究发现:PSE-TENG纤维具有稳定的皮芯结构,拉伸断裂强度为(3.32±0.19)MPa,拉伸断裂应变为(176.83±27.14)%;在不同频率的机械运动下,PSE-TENG纤维的电压信号峰值与频率呈正相关;在超过2万次接触-分离运动后,PSE-TENG纤维仍可稳定输出信号。所制备的PSE-TENG纤维具有优异的能量转换效率和力学稳定性,能够为可穿戴技术提供稳定且高效的自供能解决方案。
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关键词
摩擦纳米发电机
皮芯结构纤维
微流控技术
丝素蛋白离子液体
聚偏氟乙烯-六氟丙烯
纺丝参数
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Keywords
triboelectric nanogenerator
core-sheath structure fiber
microfluidic technology
fibroin ionic liquid
poly(vinylidene fluoride-hexafluoropropylene)
spinning parameter
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分类号
TS141.8
[轻工技术与工程—纺织材料与纺织品设计]
TS102.5
[轻工技术与工程—纺织工程]
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