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机械学院机器人与MEMS技术课题组取得重要研究进展

时间:2017-09-01 来源:机械与材料工程学院 供稿人:赵全亮 审稿:王文革 浏览: 字体:

近日,机械与材料工程学院何广平教授领导的机器人与MEMS (微机电系统)技术课题组在柔性纳米能量收集/传感器研究取得重要进展,其研究论文《Flexible Semitransparent Energy Harvester with High Pressure Sensitivity and Power Density Based on Laterally Aligned PZT Single-Crystal Nanowires》在国际著名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces (IF7.504SCI一区TOP) 上发表。该研究论文我校为第一完成单位,我校机材学院赵全亮副教授为第一作者,何广平教授、北京科技大学宋维力副教授为共同通讯作者。

压力式柔性纳米能量收集器是一种利用微纳加工和纳米材料制备技术制造的可将压力机械能转换为电能的柔性微型电子器件,同时还兼具动态压力传感器功能。传统结构压电式柔性纳米能量收集器主要采用“三明治”多层膜复合结构,处于中间层的纳米压电材料产生的电荷很难通过其周围的低介电常数绝缘聚合物到达上、下电极层,易导致较低的输出电流密度和功率密度。

何广平课题组采用水热法合成了锆钛酸铅 (PZT) 压电单晶纳米线,并与MEMS微加工技术相结合,设计制造了PZT纳米线横向分布结构的柔性纳米能量收集器。其中,PZT纳米线与平行叉指电极直接接触,可使压力产生的压电电荷更容易直接到达电极层并输出。实验结果表明,该器件的压力灵敏度和直流功率输出性能比传统结构压电式柔性纳米能量收集器分别提高了约2个数量级和2.7倍,同时该器件还具有可见-近红外光半透明特性和较好的压力传感线性度,可广泛应用于环境能量收集发电、智能电子皮肤、柔性触屏传感显示、便携/可穿戴式电子器件等方面。


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编辑:左芳舟


 

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