新型压电纳米发电复合薄膜构筑方法问世ptfe膜结构工程

  随着可穿戴电子设备和物联网传感器的不断发展，对于微小能量采集技术的需求也在急剧增加。压电能量收集器的核心价值在于能够将机械能转换为电能，为微型化设备提供自给自足的电源。构建出既能保持高效能量收集又兼具优异柔性力学特性，用于压电纳米发电机的新型柔性复合材料体系，是一个亟待解决的难题。

  层状三明治结构PVDF-TrFE/BTO/PVDF-TrFE压电能量收集薄膜示意图，右侧为实物图；(b)三明治结构复合薄膜的截面SEM图；(c)不同复合结构在弯曲模式下发电性能对比；(d)三明治结构复合薄膜输出功率密度和输出电压与负载电阻的关系；(e)三明治结构复合薄膜在上手指穿戴弯曲图。图片来自作者论文

  为解决这一问题，西安交通大学电子科学与工程学院刘明教授团队提出了新方案，研发了一种新型压电纳米发电复合薄膜的构筑方法。采用了水溶牺牲层技术和热压转印工艺，将自支撑BaTiO3单晶薄膜与聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物（PVDF-TrFE）复合，形成三明治结构，该结构在挠曲电效应和压电效应的协同作用下展现出了优异的能量收集性能。

  该复合结构的成功构筑，为开发基于自支撑功能氧化物薄膜材料的柔性信息存储、智能传感、光电探测等新型柔性功能器件的研发提供新思路。其研究成果近日在国际学术期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）发表。