用于科学仪器和设备的摩擦纳米发电机

发布时间：2024-02-28 17:09:09 栏目：精选知识

导读 TENG 的工作原理涉及两个基本组成部分：摩擦起电层和静电感应层。这些层通常由具有对比摩擦电特性的不同材料制成。当这两层接触和分离时，...

TENG 的工作原理涉及两个基本组成部分：摩擦起电层和静电感应层。这些层通常由具有对比摩擦电特性的不同材料制成。当这两层接触和分离时，由于两种材料之间电子亲和力和电离能的差异，会出现电子不平衡分布。在接触阶段，电子从一种材料移动到另一种材料，在每个表面上积累正电荷和负电荷;当材料分离时，捕获的电荷试图中和，从而在连接到摩擦电层和静电感应层的电极(或电极和地)之间产生不同的电势。本综述详细描述了 TENG 在以下五个领域的应用示例。i) 作为自供电传感器/系统。ii) 作为蓝色能源仪器和设备。iii) 作为高压源。iv) 作为微/纳米能源器件。v) 作为液-固界面探针。此外，我们还讨论了TENG的四个潜在商业应用方向。i) 医疗、健康和环境保护。ii) 自供电安全系统。iii) 微能源和蓝色能源。iv) 自供电传感器。



作为先进的器件和仪器，TENG在复合能源、海洋蓝色能源、自供电传感、物联网传感器、半导体器件、医疗健康、环境保护、人工智能等主要领域的应用和重大成果不断显现。本文系统介绍了TENG的原理、工作模式、应用现状以及作为科学仪器设备的未来前景。从以下五个领域详细描述了TENG的主要应用方向。i) 作为自供电传感器/系统。ii) 作为蓝色能源仪器和设备。iii) 作为高压源。iv) 作为微/纳米能源器件。v) 作为液-固界面探针。此外，我们还讨论了TENG的四个潜在商业应用方向。i) 医疗、健康和环境保护。ii) 自供电安全系统。iii) 微能源和蓝色能源。iv) 自供电传感器。更重要的是，在论文的最后，我们预测了基于TENG的未来先进科学仪器和设备的前景，特别是在流体动力学传感领域。随着各种新功能飞行器的探索，飞行器传感领域也迎来了绽放的春天。而基于TENG的自供电传感，在飞机表面流量传感、飞机失速传感、飞机应力应变传感、飞行天气传感等多个领域展现了其独特的优势。首先，TENG可以通过电荷转移产生自供电信号，无需额外的供能系统。其次，TENG产生的自供电信号具有较高的电压，作为传感器，可以清楚地区分噪声信号和其他干扰信号。此外，TENG材料可选择性丰富，能够适应复杂工作环境下的材料选择需求。最后，TENG的工作模式多样，可以根据不同场景设计高效的TENG传感系统。

除了航空航天领域，TENG在液体传感领域也有着广阔的前景。例如，海洋约占地球表面的70%，海洋中设备各种参数的传感，以及海水本身的传感，在行业中至关重要。然而，由于海洋的复杂性，传统传感设备难以有效运行和维护，而TENG的自供电特性也将在此时发挥重要作用。用于海洋和其他流体的分布式传感装置和仪器也将是未来TENG非常重要的发展领域。TENG装置和仪器大量需求的时代正在发生。