一種基于MXene/PVA水凝膠的柔性多功能三角電納米發電機
一、文章概述
摩擦電納米發電機(TENGs)是一種能量收集、醫療和信息技術方面的新興技術。它基于終端的靈活、便攜式和自供電的電子器件是非常理想的，而傳統柔性電極復雜的制備過程和高成本阻礙了其實際應用。這篇文章作者給我們介紹了一種MXene/聚乙烯醇(PVA)水凝膠TENG(MH-TENG)，其具有制造簡單、高輸出性能并且應用廣泛等特點。MXene納米片的摻雜促進了PVA水凝膠的交聯，提高了復合水凝膠的可拉伸性。MXene納米片也在表面形成微通道，這不僅通過改善離子的輸運來提高水凝膠的電導率，而且還產生額外的三電輸出 ，通過流式振動電位機制產生額外的摩擦電輸出。
二、圖文導讀
圖1.MXene/PVA水凝膠的微觀結構圖。
a)MXene的晶體結構示意圖；b)通過透射電鏡獲得的MXene納米片的低倍放大圖像；c)來自圖b)MXene納米片的擴大邊緣區域；d)一個SAED模式 MXene納米片。
圖2.MXene/PVA水凝膠的自愈合過程圖。
當分裂在自然環境中的兩部分連接在一起時，水凝膠愈合迅速、無縫。MXene/PVA水凝膠優異的自愈合和可拉伸性來自于MXene納米片中豐富的表面官能團，這提供了額外的氫鍵結合位點，從而促進了PVA水凝膠的交聯。
圖3 .顯示一級和二級交聯網絡的MXene/PVA水凝膠示意圖。
雖然MXene納米片可以與PVA水凝膠形成強氫鍵，但MXene納米片的結構將保持不變，因此，MXene納米片的表面可以看作是一個充滿PVA分子鏈和大量水的微通道，當水摩擦MXene納米片時，MXene納米片的表面會攜帶負電荷，而在MXene表面附近的水會產生正電荷，形成雙電層和微通道，處于平衡，沒有外部振動。
圖4.MH-TENG的結構示意圖。
圖5.Ti3C2Tx氣凝膠和薄膜疊加結構示意圖。
b)能量采集的單電極模式MH-TENG的工作原理；c)基于MXene/PVA水凝膠微通道的三電機理。當對MH-TENG施加壓力時，微通道被壓縮，然后水將流出微通道。流動的水會將正平衡離子從電雙層的微通道排出，但在MXene表面仍保持負電荷。因此，外部電路中的自由電子將被排斥到地面上，同時在MXene納米片上誘導相應的正電荷。因此，MXene納米片不僅可以作為交聯劑，提高PVA水凝膠的可拉伸性，而且還有助于形成微通道，促進摩擦電氣化后MXene/PVA水凝膠中正離子的運輸。
圖6.MH-TENG用于感知不同的手寫細節。
上圖揭示了MH-TENG自主觸覺傳感器的良好特性，用于高度靈敏度的手寫識別系統，圖中使用的鋼筆是一種聚氯乙烯塑料。MH-TENG可以根據筆尖的壓力產生不同峰形狀和數字的特殊電壓信號。MH-TENG可以根據筆尖的壓力產生不同峰形狀和數字的特殊電壓信號。
三、全文總結
綜上所述，以MXene/PVA水凝膠為電極，制備了柔性、可伸縮的摩擦電納米發電機。MXene納米片不僅促進了PVA水凝膠的交聯，而且在水凝膠內形成了微通道，增強離子傳輸，并通過微通道三體電的SVP機制誘導額外的輸出。此外，MH-TENG的獨立摩擦電材料可以與各種材料結合，在低頻機械能采集方面顯示出巨大的潛力。值得注意的是，MH-TENG是可降解和環保的，適合目前所提倡的環保理念。
本信息源自互聯網僅供學術交流 如有侵權請聯系我們立即刪除
| 溫馨提示：蘇州北科納米供應產品僅用于科研，不能用于人體,不同批次產品規格性能有差異。網站部分文獻案例圖片源自互聯網，圖片僅供參考，請以實物為主，如有侵權請聯系我們立即刪除。 |
下一篇： 納米醫學產品1
