高性能纳米发电机研究获进展

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        该纳米发电机基于摩擦生电原理，通过采用微纳复合结构的表面材料和“三明治”结构，成功克服了传统纳米发电机输出性能不高的缺陷，其输出电压高达465V，输出电流为107.5μA，功率密度为53.4mW/cm3，且具有倍频效果。利用该新型纳米发电机，无需任何外接电路，即可成功驱动5个并联商用LED工作并成功用于驱动视网膜神经假体针尖阵列。基于该研究成果，以博士研究生张晓升和韩梦迪作为共同第一作者的论文发表在《纳米快报》（Nano Letters）上。

　　能源问题是亟待解决的世界性难题之一，应用于微系统的纳米发电机出现伊始就在世界范围内受到广泛关注。张海霞课题组首次将微纳复合结构引入纳米发电机，极大地提高了有效摩擦面积，从而显著提高了器件输出性能。该研究工作还创新性地提出了“三明治”新型结构，使得器件在单次外力作用下，可以实现两次有效摩擦（即两次摩擦和两次分离），从而实现了具有倍频效果的纳米发电机，成功地提高了发电机的输出功率密度；为验证其在生物医学中的应用，张海霞教授与李志宏教授、王玮副教授课题组合作，将此纳米发电机在磷酸盐缓冲（PBS）溶液中成功驱动了视网膜神经假体针尖阵列，电流达88μA。此外，该研究工作还对其工作原理进行了阐释和分析、系统性研究了频响特性、微纳表面形貌对性能的影响，并利用有限元分析法对其工作状态进行了仿真。审稿人认为该研究工作具有高度创新性，对纳米发电机的发展具有重要意义。

来源：中国传动网

相关关键词：三菱PLC,纳米发电机,微系统