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基于界面氧化锌纳米棒修饰的混合效应能量收集器成功利用两种机械能转换效应,即压电效应和摩擦电效应,成功解决了单独机械能转导机制在混合效应中的工作机理,并通过水热法在摩擦电介电材料表面成功生长氧化锌纳米棒,如下图所示。界面氧化锌纳米棒的修饰提高了摩擦电介电材料间的有效接触面积与摩擦电荷的产生,电压输出高达38.5V(图六),相比没有氧化锌纳米棒修饰的器件,输出电压提高21.8V,能源转换效率高达34.56%。图五表明,摩擦电表面引入氧化锌纳米棒后,其表面接触角显著增大,表示其表面疏水性增强,这于提高摩擦电荷的产生是十分有益的。该研究结果为进一步提高混合发电机的转换效率和能量输出提供了基础知识储备,研究成果发表在《Advanced Functional Materials》杂志中,并选为封面。
![AFM 1.png](https://static.wixstatic.com/media/846f8f_2ea8698e78ac43f5ad6fd4f5585e6de4~mv2.png/v1/fill/w_555,h_418,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,enc_avif,quality_auto/AFM%201.png)
![AFM cover.png](https://static.wixstatic.com/media/846f8f_6a712dcb81a041229da764f28deeacd7~mv2.png/v1/fill/w_320,h_418,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,enc_avif,quality_auto/AFM%20cover.png)
图一 (左)表面氧化锌纳米棒改性的混合效应能量收集器发电机理;(右)AFM封底封面。
![AFM 2.png](https://static.wixstatic.com/media/846f8f_315611f68fb043aeb822beb3d2bb8cb7~mv2.png/v1/fill/w_600,h_498,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,enc_avif,quality_auto/AFM%202.png)
图二 (a)PDMS复合薄膜表面接触角表征;(b)氧化锌纳米棒扫描电镜表征;(c)PDMS复合薄膜表面接触角及表面能表征;(d)氧化锌纳米棒紫外可见分光光度计表征结果。
![AFM 3.png](https://static.wixstatic.com/media/846f8f_3aed0dded7234fbe9d5fed582e6ac31b~mv2.png/v1/fill/w_728,h_216,al_c,q_85,usm_0.66_1.00_0.01,enc_avif,quality_auto/AFM%203.png)
图三 界面氧化锌纳米棒修饰的混合效应能量收集器输出电压及能源转换效率。
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