基于POM与FEP的高效摩擦纳米发电机设计

达日汗, 包建峰, 高晓波, 陈宝东

信息记录材料 ›› 2025, Vol. 26 ›› Issue (05) : 10-13+34. DOI: 10.16009/j.cnki.cn13-1295/tq.2025.05.042

基于POM与FEP的高效摩擦纳米发电机设计

  • 达日汗, 包建峰, 高晓波, 陈宝东
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摘要

摩擦电材料在摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator, TENG)领域的发展至关重要。本文选择不同的摩擦电材料与氟化乙烯丙烯共聚物(fluorinated ethylene propylene, FEP)进行配对,研究了材料本征性质对TENG电输出性能的影响。实验结果表明:以聚甲醛(polyoxymethylene, POM)与FEP作为正负摩擦电材料时,输出性能最优。进一步分析发现,POM分子链中含有大量极性醚键(-O-),表现出较强的电子供体特性;而FEP分子结构中含有强极性C-F键,电子密度高,具有极高的得电子能力。二者在摩擦电序列中极性差异显著,有效促进了界面间电子的快速转移与积累,从而显著提高了摩擦起电的效率和电荷密度。在此基础上,制作了独立层模式的TENG用于收集动物运动能,并系统评估其关键性能参数。测试结果显示,该器件对温度与湿度等外界环境表现出优异的稳定性,在30 000个工作循环的耐久性测试中,转移电荷量不仅未降低,反而略有增长,展示出良好的环境适应性和稳定性,为畜牧业智能化发展提供了有效的解决方案。

关键词

摩擦电材料 / 摩擦纳米发电机 / 分子结构 / 输出性能

中图分类号

TM31

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达日汗, 包建峰, 高晓波, 陈宝东. 基于POM与FEP的高效摩擦纳米发电机设计. 信息记录材料. 2025, 26(05): 10-13+34 https://doi.org/10.16009/j.cnki.cn13-1295/tq.2025.05.042

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