【編號】2023-47

【題名】仿生超細(xì)纖維基摩擦納米發(fā)電機(jī)的制備及其自供電應(yīng)用研究

【作者】王鵬，馮見艷，陳欣等

【機(jī)構(gòu)】陜西科技大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院輕化工程國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心

【刊名】陜西科技大學(xué)學(xué)報（2023年05期）

【文摘】在能源資源緊張的國際背景下，開發(fā)新能源成為一種新的發(fā)展趨勢，利用摩擦生電與靜電感應(yīng)，摩擦納米發(fā)電機(jī)(TENG)能夠?qū)⑼饨鐧C(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，因此與人體契合的纖維織物所制備的TENG受到廣泛的關(guān)注。以尼龍 6/堿溶性聚酯(PA6/COPET)非織造布為底材，通過浸漬石墨烯/水性聚氨酯(Gr/WPU)，經(jīng)堿減量、再浸漬Gr的工藝制備具有仿生皮革結(jié)構(gòu)的納米增強(qiáng)石墨烯/水性聚氨酯/超細(xì)纖維復(fù)合材料(SGWPU/MF)，并將SGWPU/MF與聚四氟乙烯膜復(fù)合構(gòu)筑TENG.采用SEM、超景深觀察SGWPU/MF的微觀形貌，對其透氣性、透水汽性、柔軟度、粗糙度等衛(wèi)生性能進(jìn)行表征，并對設(shè)計的TENG進(jìn)行有限元模擬分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)Gr用量為 2.0％時(以 PA6/COPET 質(zhì)量計)，SGWPU/MF拉伸強(qiáng)度為15.20MPa，斷裂伸長率為 95.23％，撕裂強(qiáng)度為 116.63N/mm，撕裂力為 134.16N，透氣性為4 534.01mL/cm²?h，透水汽性為649.60mg/10 cm²?24h，柔軟度達(dá)到7.50，粗糙度Ra達(dá)4.93μm；所構(gòu)筑的 TENG能夠點(diǎn)亮 44 個LED燈，并能為商業(yè)手表與計時器供能.采用SGWPU/M F構(gòu)筑織物TENG具有柔軟舒適、機(jī)械性能優(yōu)異、自供電輸出高等特性，在仿生、服裝、能源等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。