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基于SIS复合膜的超弹性压电纳米发电机研究
1
作者
耿爱森
李银辉
+2 位作者
李廷鱼
梁建国
李朋伟
《传感器与微系统》
北大核心
2025年第11期18-22,共5页
基于压电陶瓷和压电聚合物组装的压电纳米发电机(PENG),由于其较差的弹性,限制了其在可穿戴设备和植入设备等领域的应用。为此,基于超弹性材料苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物(SIS)和镓铟合金液态金属可拉伸电极制备了兼具良好的贴...
基于压电陶瓷和压电聚合物组装的压电纳米发电机(PENG),由于其较差的弹性,限制了其在可穿戴设备和植入设备等领域的应用。为此,基于超弹性材料苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物(SIS)和镓铟合金液态金属可拉伸电极制备了兼具良好的贴附性和高压电输出特性的SIS/钛酸钡(BTO)复合弹性PENG,研究结果表明:当BTO掺杂质量分数为20%时,SIS/BTO复合弹性PENG输出性能最优,输出电压可达9.62 V,电流为657 nA,比纯SIS的弹性PENG分别提高了2倍和2.8倍,输出功率可达2.25μW,断裂伸长率高达1276%。并且SIS/BTO复合弹性PENG经过5000次循环敲击测试,输出电压没有明显下降,复合弹性PENG输出性能稳定。同时,将SIS/BTO复合弹性PENG贴合到人体关节处,可以对关节弯曲进行实时监测。表明:该SIS/BTO复合弹性PENG具有良好的弹性和生物相容性,有望在可植入和可穿戴电子设备中得到广泛应用。
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关键词
苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物
钛酸钡
液态金属
超弹性
压电纳米发电机
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职称材料
基于ZnO@rGO/PVDF柔性复合薄膜的压电纳米发电机
被引量：
4
2
作者
孙娇娇
李银辉
+2 位作者
李朋伟
梁建国
李廷鱼
《压电与声光》
CAS
北大核心
2023年第2期306-312,共7页
采用简单的一步水热法合成了自支撑的氧化锌纳米棒(ZnO NRs)@还原氧化石墨烯(rGO)复合材料,通过旋涂法制备ZnO@rGO/聚偏二氟乙烯(PVDF)柔性复合薄膜压电纳米发电机。研究结果表明,ZnO@rGO/PVDF柔性复合薄膜压电纳米发电机的输出性能随Zn...
采用简单的一步水热法合成了自支撑的氧化锌纳米棒(ZnO NRs)@还原氧化石墨烯(rGO)复合材料,通过旋涂法制备ZnO@rGO/聚偏二氟乙烯(PVDF)柔性复合薄膜压电纳米发电机。研究结果表明,ZnO@rGO/PVDF柔性复合薄膜压电纳米发电机的输出性能随ZnO@rGO掺杂质量先增大后减小,当ZnO@rGO的质量分数为3.0%时,输出电压可达9.06 V,输出电流可达0.74μA,与仅掺杂3.0%ZnO NRs的ZnO/PVDF纳米发电机相比,其输出电压和电流分别提高了120%和124%。当负载电阻为10 MΩ时,ZnO@rGO/PVDF柔性复合薄膜压电纳米发电机输出功率最大为5.79μW。经过4000次循环测试表明,该文所制备ZnO@rGO/PVDF柔性复合薄膜压电纳米发电机的输出性能稳定。该纳米发电机可以监测人体行走和跑步姿势,记录运动次数。有望作为自供电压力传感器件植入可穿戴电子设备中。
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关键词
聚偏二氟乙烯(PVDF)
自支撑结构
柔性复合薄膜
压电纳米发电机
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职称材料
BTO NWs/PVDF柔性复合薄膜的制备及其压电性能研究
3
作者
郭凡
李银辉
+2 位作者
马俊格
梁建国
李朋伟
《压电与声光》
CAS
北大核心
2023年第3期389-396,402,共9页
该文通过两步水热法制备了钛酸钡纳米线(BTO NWs),采用旋涂法与聚偏氟乙烯(PVDF)复合制备BTO NWs/PVDF复合薄膜。系统地研究了水热反应中不同NaOH浓度、不同反应时间及不同BTO NWs掺杂量对BTO NWs/PVDF复合薄膜压电输出性能的影响,并与...
该文通过两步水热法制备了钛酸钡纳米线(BTO NWs),采用旋涂法与聚偏氟乙烯(PVDF)复合制备BTO NWs/PVDF复合薄膜。系统地研究了水热反应中不同NaOH浓度、不同反应时间及不同BTO NWs掺杂量对BTO NWs/PVDF复合薄膜压电输出性能的影响,并与商用钛酸钡纳米球(BTO NPs)制备的BTO NPs/PVDF复合薄膜进行了压电性能对比。结果表明,当NaOH浓度为10 mol/L,反应时间为10 h时,BTO NWs/PVDF复合薄膜开路电压和短路电流分别可达5.42 V和1.81μA。当BTO NWs掺杂量(质量分数)为20%时,复合压电薄膜的开路电压可达9.34 V,短路电流可达2.15μA,分别是BTO NPs/PVDF复合薄膜输出电压和电流的1.92倍和1.49倍。当负载电阻值为5 MΩ时,BTO NWs/PVDF复合薄膜输出功率可达1.44μW。经过4000次循环敲击测试,BTO NWs/PVDF复合薄膜表现出良好的机械稳定性,其有望在自供电器件、柔性可穿戴电子设备等领域得到广泛应用。
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关键词
钛酸钡纳米线(BTO
NWs)
聚偏氟乙烯(PVDF)
复合压电薄膜
输出特性
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职称材料
题名
基于SIS复合膜的超弹性压电纳米发电机研究
1
作者
耿爱森
李银辉
李廷鱼
梁建国
李朋伟
机构
太原理工大学纳米能源与器件研究中心
出处
《传感器与微系统》
北大核心
2025年第11期18-22,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(52075361,52302147)
山西省科技重大专项项目(20201102003)
+2 种基金
山西省青年科学基金资助项目(20210302124046)
山西省面上科学基金资助项目(20210302123156,20210302123157)
吕梁市校地合作重点研发专项项目(2022XDHZ08)。
文摘
基于压电陶瓷和压电聚合物组装的压电纳米发电机(PENG),由于其较差的弹性,限制了其在可穿戴设备和植入设备等领域的应用。为此,基于超弹性材料苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物(SIS)和镓铟合金液态金属可拉伸电极制备了兼具良好的贴附性和高压电输出特性的SIS/钛酸钡(BTO)复合弹性PENG,研究结果表明:当BTO掺杂质量分数为20%时,SIS/BTO复合弹性PENG输出性能最优,输出电压可达9.62 V,电流为657 nA,比纯SIS的弹性PENG分别提高了2倍和2.8倍,输出功率可达2.25μW,断裂伸长率高达1276%。并且SIS/BTO复合弹性PENG经过5000次循环敲击测试,输出电压没有明显下降,复合弹性PENG输出性能稳定。同时,将SIS/BTO复合弹性PENG贴合到人体关节处,可以对关节弯曲进行实时监测。表明:该SIS/BTO复合弹性PENG具有良好的弹性和生物相容性,有望在可植入和可穿戴电子设备中得到广泛应用。
关键词
苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物
钛酸钡
液态金属
超弹性
压电纳米发电机
Keywords
SIS
BTO
liquid metal
hyperelasticity
PENG
分类号
TN384 [电子电信—物理电子学]
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于ZnO@rGO/PVDF柔性复合薄膜的压电纳米发电机
被引量：
4
2
作者
孙娇娇
李银辉
李朋伟
梁建国
李廷鱼
机构
太原理工大学纳米能源与器件研究中心
出处
《压电与声光》
CAS
北大核心
2023年第2期306-312,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(61901293,52075361)
山西省重点研发基金资助项目(201903D421030)
+2 种基金
山西省科技重大专项基金资助项目(20201102003)
山西省青年科学基金资助项目(20210302124046)
山西省面上科学基金资助项目(20210302123156,20210302123157)。
文摘
采用简单的一步水热法合成了自支撑的氧化锌纳米棒(ZnO NRs)@还原氧化石墨烯(rGO)复合材料,通过旋涂法制备ZnO@rGO/聚偏二氟乙烯(PVDF)柔性复合薄膜压电纳米发电机。研究结果表明,ZnO@rGO/PVDF柔性复合薄膜压电纳米发电机的输出性能随ZnO@rGO掺杂质量先增大后减小,当ZnO@rGO的质量分数为3.0%时,输出电压可达9.06 V,输出电流可达0.74μA,与仅掺杂3.0%ZnO NRs的ZnO/PVDF纳米发电机相比,其输出电压和电流分别提高了120%和124%。当负载电阻为10 MΩ时,ZnO@rGO/PVDF柔性复合薄膜压电纳米发电机输出功率最大为5.79μW。经过4000次循环测试表明,该文所制备ZnO@rGO/PVDF柔性复合薄膜压电纳米发电机的输出性能稳定。该纳米发电机可以监测人体行走和跑步姿势,记录运动次数。有望作为自供电压力传感器件植入可穿戴电子设备中。
关键词
聚偏二氟乙烯(PVDF)
自支撑结构
柔性复合薄膜
压电纳米发电机
Keywords
polyvinylidene difluoride(PVDF)
self-supported structure
flexible composite film
piezoelectric nanogenerator
分类号
TN384 [电子电信—物理电子学]
TB383 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
BTO NWs/PVDF柔性复合薄膜的制备及其压电性能研究
3
作者
郭凡
李银辉
马俊格
梁建国
李朋伟
机构
太原理工大学纳米能源与器件研究中心
出处
《压电与声光》
CAS
北大核心
2023年第3期389-396,402,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(61901293,52075361)
山西省重点研发项目(201903D421030)
+2 种基金
山西省科技重大专项(20201102003)
山西省青年科学基金(批准号:20210302124046)
山西省面上科学基金(20210302123156)。
文摘
该文通过两步水热法制备了钛酸钡纳米线(BTO NWs),采用旋涂法与聚偏氟乙烯(PVDF)复合制备BTO NWs/PVDF复合薄膜。系统地研究了水热反应中不同NaOH浓度、不同反应时间及不同BTO NWs掺杂量对BTO NWs/PVDF复合薄膜压电输出性能的影响,并与商用钛酸钡纳米球(BTO NPs)制备的BTO NPs/PVDF复合薄膜进行了压电性能对比。结果表明,当NaOH浓度为10 mol/L,反应时间为10 h时,BTO NWs/PVDF复合薄膜开路电压和短路电流分别可达5.42 V和1.81μA。当BTO NWs掺杂量(质量分数)为20%时,复合压电薄膜的开路电压可达9.34 V,短路电流可达2.15μA,分别是BTO NPs/PVDF复合薄膜输出电压和电流的1.92倍和1.49倍。当负载电阻值为5 MΩ时,BTO NWs/PVDF复合薄膜输出功率可达1.44μW。经过4000次循环敲击测试,BTO NWs/PVDF复合薄膜表现出良好的机械稳定性,其有望在自供电器件、柔性可穿戴电子设备等领域得到广泛应用。
关键词
钛酸钡纳米线(BTO
NWs)
聚偏氟乙烯(PVDF)
复合压电薄膜
输出特性
Keywords
barium titanate nanowires(BTO NWs)
polyvinylidene fluoride(PVDF)
composite piezoelectric films
output characteristics
分类号
TN384 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于SIS复合膜的超弹性压电纳米发电机研究
耿爱森
李银辉
李廷鱼
梁建国
李朋伟
《传感器与微系统》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
基于ZnO@rGO/PVDF柔性复合薄膜的压电纳米发电机
孙娇娇
李银辉
李朋伟
梁建国
李廷鱼
《压电与声光》
CAS
北大核心
2023
4
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职称材料
3
BTO NWs/PVDF柔性复合薄膜的制备及其压电性能研究
郭凡
李银辉
马俊格
梁建国
李朋伟
《压电与声光》
CAS
北大核心
2023
0
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职称材料
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