铁氟龙胶带耐温多少度


便携式电子设备已成为现活的必备品,其快速的发展得益于可再生且环保的电池技术。随着如运动手环等更轻便的可穿戴设备逐渐流行,为这些设备提供高效、清洁和可持续的电力已成为一个迫切的需求。

近期,浙江大学海洋学院电子与智能系统研究所的朱智源博士及其研究团队,成功研发了一种新型的X型高效摩擦纳米发电机。这项研究被发表在知名期刊《纳米能源》上。

该论文的主要作者为船舶与海洋工程专业硕士研究生夏克泉,通讯作者为朱智源博士,共同作者还包括杜超林和王容基等优秀学子。

这项研究中,研究者们创新地提出了一种基于纸基的摩擦纳米发电机(XP-TENG)。其独特之处在于,它可以通过常见的商业画笔,使用签字笔油墨在纸上勾勒形成电极。

让我们来回顾一下这个创意的发电机的制作步骤:

取两张3cm×9cm的纸片,在其中的一侧切割出两条平行缝隙以便后续器件的嵌合。接着,使用画笔将签字笔墨均匀涂抹在纸片表面,然后静置2分钟,让油墨在纸面上固化,形成电极。然后,在一张纸片上的电极表面贴上特氟龙胶带。之后,将这张纸片折成“π”形状,另一张则折成“倒π”形状。通过缝隙将两个器件嵌合在一起,便完成了X型纸基发电机的制作。

在此之前,摩擦纳米发电机(TENG)已被科学家们研发为一种智能绿色器件。这种发电机的独特之处在于,它能够将各种机械运动转化为电能,例如人的行走、眼睛的运动以及车辆的运动等。多数摩擦纳米发电机的制作方法成本较高、工艺复杂,难以实现大规模生产。

朱智源博士表示,与以往的研究相比,这种新型X型纸基发电机具有更稳定的性能。当纸基材料被弯曲或导电电极表面被划伤时,使用签字笔油墨层作为电极的发电机表现出更稳定的表面电阻。与传统的铅笔绘制的石墨层相比,油墨层具有更长的使用寿命,更适合于复杂的使用环境。

这种X型发电机的设计巧妙之处在于其结构能够集成多达六个摩擦副,提供两种工作模式,从而大大扩展了摩擦纳米发电机的应用范围。

第一种工作模式基于接触-分离模型。通过堆叠多个X型纸基摩擦纳米发电机,可以进一步提升电流输出性能。实验表明,在手按压下,具备四个工作单元的堆叠X型纸基摩擦纳米发电机产生的输出能够直接点亮高功率的蓝光LED。

第二种工作模式可以从运动中有效地收集机械能,例如收集人肘部的运动机械能,或将X型纸基摩擦纳米发电机放置在书包中,利用人走路时的振动机械能进行发电。

科研人员指出,这种X型纸基摩擦纳米发电机能够适应湿度环境,具有在海洋环境下工作的潜力,特别是在船舶电子系统供能方面的应用。朱智源博士表示,未来或许可以通过自身的运动机械能为潜水员的探照灯供电,并且这种发电原理在救生领域也可能具有潜在应用。

该研究小组隶属于浙江大学海洋电子与智能系统研究所,其研究重点是信息科学与海洋物理的学科交叉研究。此次利用简单的商用材料制备了结构简单、体积小、成本低、反应速度快的供能器件,在摩擦纳米发电机领域取得了重要突破。这为海洋自主便携电子系统持续供能提供了新的思路。据悉,这个发电设备每平方厘米最高可发电1毫瓦,展示出巨大的应用潜力。接下来科学家们将侧重于提升发电装置的持续稳定供电能力,以推动该设备尽快投入实际使用。