超级透明膜系列
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摩擦纳米发电机由于能够高效的将低频/高熵机械能转化为电能，受到广泛的关注。因此进一步提高摩擦纳米发电的输出性能就成为一个重点研究方。摩擦纳米发电机通常包含两个或一个摩擦层，摩擦层表面的电荷密度，得失电荷的能力，直接影响摩擦纳米发电机的输出性能。通过表面工程来改善摩擦层表面的性能，包括表面积，表面电势等，是提高摩擦纳米发电机的输出性能的有效方法。本工作利用位于银纳米线上的自组装分子层（SAM）来修饰摩擦层表面，既提高了摩擦层的表面积，也可以有效的调节摩擦层的表面电势，使摩擦纳米发电机的输出性能得到了大幅提升。 共同研究了自组装分子层（SAM）对摩擦纳米发电机输出性能的调节机制。该工作采用银纳米线作为中间层、PDMS作为摩擦层（AgNW/PDMS），在银纳米线上修饰苯并杂环、甲氧基硅烷、烷烃三类SAM，通过比较不同官能团修饰的摩擦纳米发电机的输出性能及一系列材料性能表征和模拟计算，揭示了自组装分子层对摩擦纳米发电机输出性能的调节机制。ODT分子由C-C σ键构成，抑制了电子传输，摩擦层之间较差的电荷转移；MPTMS引入了Si和O原子，改善了它的导电性；而MBI,MBO,和PMTA中的π键具有良好的导电能力，极大的促进了摩擦层之间的电荷转移；MBO中的O原子比MBI中的N原子有更拥有更强的电负性，使得MBO修饰导电摩擦纳米发电机的输出性能更好；PMTA中有四个C原子被N原子替代，并且拥有一个平行于银纳米线的六元环，使得PMTA修饰的器件具有最佳性能。同时DFT模拟的结果也显示，LUMO能级的高低顺序为ODTMPTMSMBIMBOPMTA，根据LUMO最低理论，得电子能力的顺序为PMTAMBOMBIMPTMSODT，即PMTA修饰的摩擦纳米发电机拥有最好的输出性能。该成果以“Surface engineering AgNW transparent conductive films for triboelectric nanogenerator and self-powered pressure sensor”为题发表在《Chemical Engineering Journal》上。 该工作展示了一种SAM辅助的表面工程策略，用来增强摩擦纳米发电机的输出性能和自供能传感器的灵敏度。此方法用银纳米线作为PDMS和SAM之间的中间层，来增加表面积和提高SAM的粘附性，通过SAM方法将不同的化学官能团修饰到摩擦层表面，来调节表面电势和提高表面电荷密度。通过DFT模拟和KPFM表征，详细研究和论证了不同SAM分子修饰下摩擦层的电学特征和它们对摩擦纳米发电机输出性能的影响。由于共轭杂环芳香环中的π键具有良好的导电性，PMTA修饰的摩擦纳米发电机展现出最好的输出性能，开路电压达到295V，短路电流达到20μA。基于PMTA的自供能传感器也有着优异的表现（低压力下，灵敏度达到221V·KPa-1）。--纤维素推荐-- 摩擦纳米发电机由于能够高效的将低频/高熵机械能转化为电能，受到广泛的关注。因此进一步提高摩擦纳米发电的输出性能就成为一个重点研究方。摩擦纳米发电机通常包含两个或一个摩擦层，摩擦层表面的电荷密度，得失电荷的能力，直接影响摩擦纳米发电机的输出性能。通过表面工程来改善摩擦层表面的性能，包括表面积，表面电势等，是提高摩擦纳米发电机的输出性能的有效方法。本工作利用位于银纳米线上的自组装分子层（SAM）来修饰摩擦层表面，既提高了摩擦层的表面积，也可以有效的调节摩擦层的表面电势，使摩擦纳米发电机的输出性能得到了大幅提升。 共同研究了自组装分子层（SAM）对摩擦纳米发电机输出性能的调节机制。该工作采用银纳米线作为中间层、PDMS作为摩擦层（AgNW/PDMS），在银纳米线上修饰苯并杂环、甲氧基硅烷、烷烃三类SAM，通过比较不同官能团修饰的摩擦纳米发电机的输出性能及一系列材料性能表征和模拟计算，揭示了自组装分子层对摩擦纳米发电机输出性能的调节机制。ODT分子由C-C σ键构成，抑制了电子传输，摩擦层之间较差的电荷转移；MPTMS引入了Si和O原子，改善了它的导电性；而MBI,MBO,和PMTA中的π键具有良好的导电能力，极大的促进了摩擦层之间的电荷转移；MBO中的O原子比MBI中的N原子有更拥有更强的电负性，使得MBO修饰导电摩擦纳米发电机的输出性能更好；PMTA中有四个C原子被N原子替代，并且拥有一个平行于银纳米线的六元环，使得PMTA修饰的器件具有最佳性能。同时DFT模拟的结果也显示，LUMO能级的高低顺序为ODTMPTMSMBIMBOPMTA，根据LUMO最低理论，得电子能力的顺序为PMTAMBOMBIMPTMSODT，即PMTA修饰的摩擦纳米发电机拥有最好的输出性能。该成果以“Surface engineering AgNW transparent conductive films for triboelectric nanogenerator and self-powered pressure sensor”为题发表在《Chemical Engineering Journal》上。 该工作展示了一种SAM辅助的表面工程策略，用来增强摩擦纳米发电机的输出性能和自供能传感器的灵敏度。此方法用银纳米线作为PDMS和SAM之间的中间层，来增加表面积和提高SAM的粘附性，通过SAM方法将不同的化学官能团修饰到摩擦层表面，来调节表面电势和提高表面电荷密度。通过DFT模拟和KPFM表征，详细研究和论证了不同SAM分子修饰下摩擦层的电学特征和它们对摩擦纳米发电机输出性能的影响。由于共轭杂环芳香环中的π键具有良好的导电性，PMTA修饰的摩擦纳米发电机展现出最好的输出性能，开路电压达到295V，短路电流达到20μA。基于PMTA的自供能传感器也有着优异的表现（低压力下，灵敏度达到221V·KPa-1）。--纤维素推荐-- |
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