Oral Presentation基于等离子体处理的摩擦电材料多尺度设计与应用
编号:521 访问权限:Participants Only 更新:2024-04-25 12:38:19 浏览:340次

2024-05-12 09:45

15min

[G] 论坛6:分子薄膜、微纳表面工程 [G-1] 论坛6上午

暂无文件

摘要
材料的表面电荷密度对摩擦起电和摩擦磨损行为具有很大的影响。一方面,提高表面电荷密度对提升摩擦纳米发电机(TENGs)的能量收集效率意义重大;另一方面,通过调控材料界面处的电荷积累,可以避免静电导致的事故与故障,还可有效缓解材料的磨损程度。因此,有必要对应于不同应用场景有针对性的调控材料的表面电荷密度以达到更好的应用效果。其中,得益于操作简单、处理时长短、成本低廉等优势,等离子体处理技术已成为调控材料表面电荷密度的一种有效方法。等离子体处理可以通过电离气体对目标材料表面进行蚀刻并形成微纳米结构来释放能量,从而增加有效接触面积并改变表面形貌。此外,反应离子蚀刻(RIE)等离子体处理可以通过向系统中注入反应气体以同时实现化学改性,从而大大提高摩擦电材料的接触起电性能。
基于此,本文将等离子体处理技术用于摩擦电材料的化学表面修饰,针对不同的应用场景开发了具有高能量收集效率的PVDF/Ag@C基摩擦电材料以及具有防静电、耐磨性的PI基材料。两步O2+CF4等离子体处理大大提高了PVDF/Ag@C摩擦电极的表面粗糙度和有效接触面积,并引入了大量的-F,-CFx等基团,显著提高了PVDF/Ag@C的电子亲和力和表面疏水性。因此,表面电荷密度从64.26 μC/m2显著增加至 216.60 μC/m2,表明其在能量收集领域的巨大潜力。此外,通过单步Ar等离子体刻蚀来调节PI表面的电荷积累,成功降低了其在摩擦过程中产生的摩擦电荷,实现了对摩擦系数和耐磨性的调控。这种表面改性方法可以在能量收集、工业生产、电子电路等应用中产生重要影响。
关键词
等离子体处理;化学表面修饰;微纳米结构;摩擦纳米发电机
报告人
孙 霄
中国海洋大学

发表评论
验证码 看不清楚,更换一张
全部评论