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课题组电流体动力3D打印机理探讨文章发表于nano energy(影响因子IF=17.7,JCR1区)
发布者: 王莉 | 2020-05-18

     https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285520305516

     DOI:10.1016/j.nanoen.2020.104974

 

        课题组利用自研制电流体动力学3D打印平台的文章“Triboelectric nanogenerators with porous and hierarchically structured silk fibroin films via water electrospray-etching tech-nology”(利用电雾化水蚀刻技术制备具有多孔结构和层次结构的蚕丝蛋白薄膜摩擦电纳米发电机),已发表于nano energy(IF=17.7,1区)

 
       该论文主要工作:利用静电雾化水将蚕丝蛋白薄膜刻蚀出大比表面积微纳结构摩擦发电机摩擦层,与无结构摩擦层比较:同等器件大小情况下该微纳结构摩擦层可增加摩擦层实际接触面积并增加摩擦电荷密度,所制备的摩擦发电机与无结构蚕丝蛋白膜摩擦发电机相比最大输出电压和功率密度提升了180%。
 
       该工作主要创新点:全新地提出了电雾化水刻蚀蚕丝蛋白膜的工艺来制备微纳结构摩擦层,该工艺的原理为 利用静电雾化产生的带电微液滴溶解蚕丝蛋白薄膜(本文中的蚕丝蛋白具有溶解性,也是我们自主研发制备的)后由于咖啡环效应形成周期性电场分布(微米级),该电场引导后续带电微液滴的运动使液滴趋向咖啡环的中央并进一步溶解蚕丝蛋白,逐步形成准周期性的多孔微纳结构,通过调节静电雾化参数可控制微孔的周期以及深度。 而常规静电雾化工艺由于雾化产生的微液滴落在不具备溶解性的基底上,所以落点完全随机,只能在薄膜表面形成无序的浅结构,不能够提供准周期多孔微纳结构,从而不能大幅提升比表面积。
该工艺本身环保无毒且成本较低,未来可能应用在摩擦发电,柔性电子,光电子发光器件(OLED等)光萃取等领域。