【摘 要】
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随着个人电子器件、植入式医疗器件等微纳器件的飞速发展,传统供电系统如锂离子电池等已经难以适应器件小型化和集成化的需求。采用压电纳米材料构建的纳米发电机可实现对机械能的采集并将其转换成电能输出,是解决上述问题的可行措施。本文通过静电纺丝法制备PVDF纳米纤维,当纺丝电压从11kV提高至15kV时,其相含量和压电性能显著提升。通过转移、溅射、封装等一系列手段将PVDF纳米纤维制作成柔性压电器件,利用器
【机 构】
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湖北大学物理与电子科学学院,武汉 430062
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随着个人电子器件、植入式医疗器件等微纳器件的飞速发展,传统供电系统如锂离子电池等已经难以适应器件小型化和集成化的需求。采用压电纳米材料构建的纳米发电机可实现对机械能的采集并将其转换成电能输出,是解决上述问题的可行措施。本文通过静电纺丝法制备PVDF纳米纤维,当纺丝电压从11kV提高至15kV时,其相含量和压电性能显著提升。通过转移、溅射、封装等一系列手段将PVDF纳米纤维制作成柔性压电器件,利用器件对环境中机械能的采集和转换,可实现幅值为3V左右的脉冲电压输出。此外,器件的输出电压会随着振动幅度和频率的变化而改变。将压电纳米发电机用于自供电传感器中的另一问题,是如何在保证器件封闭性和机械强度的基础上实现敏感层与环境中待检测物质的有效接触。本文中将PVDF压电纳米纤维在微流控芯片中进行组装,希望通过微流控芯片的结构,在芯片内同时实现机电能量的转换和待测物质的检测。结果表明,PVDF纳米纤维能够采集微流控芯片中流体形式的机械能,发生形变并产生脉冲电压输出。其输出电压峰峰值可达2V,且会随微通道中流体压强和粘度的增加而下降,可用于自供电的流体特性监测。
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