【西安交通大學(xué)：接地式液滴發(fā)電機(jī)作為自驅(qū)動(dòng)傳感器用于液體的監(jiān)測】

傳統(tǒng)單電極的固-液摩擦納米發(fā)電機(jī)由于界面效應(yīng)的限制，其起電信號通常十分微弱。2020年《Nature》報(bào)道一種類晶體管式的液滴發(fā)電機(jī)（DEG），通過在介電層表面制備電極，顯著提升了固-液界面的起電信號，展現(xiàn)出其作為自驅(qū)動(dòng)傳感器的應(yīng)用前景。然而該液滴發(fā)電機(jī)表面電極需經(jīng)受液滴不斷的沖擊，而傳統(tǒng)的金屬電極通常都是親水的，且容易被腐蝕，會導(dǎo)致液滴殘留和輸出信號不穩(wěn)定。并且液滴發(fā)電機(jī)的連線方式需要進(jìn)一步優(yōu)化以適應(yīng)傳感器的實(shí)際需求。

近日，西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院楊雷教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種接地式的液滴發(fā)電機(jī)（EG-DEG），并開發(fā)了一種石墨烯納晶碳膜（GSEC）作為EG-DEG的電極，所開發(fā)的器件展現(xiàn)出優(yōu)異的輸出性能、疏水性和耐腐蝕性。進(jìn)一步，設(shè)計(jì)了一種三電極EG-DEG模式作為自驅(qū)動(dòng)傳感器應(yīng)用于液滴在不同介電層表面滑動(dòng)速率的監(jiān)測。并且還展示了將EG-DEG集成在管路系統(tǒng)中，用于管路流體流速的監(jiān)測。

作者開發(fā)了一種石墨烯納晶碳膜（GSEC）作為接地式液滴發(fā)電機(jī)（EG-DEG）的電極。EG-DEG展示出良好的疏水性、耐腐蝕性和電輸出性能。作者系統(tǒng)地研究了EG-DEG在不同參數(shù)下的輸出性能。EG-DEG可以在高離子濃度溶液和不同水質(zhì)下有效工作。此外，作者展示了EG-DEG作為自驅(qū)動(dòng)傳感器的應(yīng)用前景，設(shè)計(jì)了一種三電極EG-DEG的模式用于液滴滑動(dòng)速率的監(jiān)測，并且將EG-DEG集成到管路中作為流體流速的監(jiān)測，開發(fā)了智能流速監(jiān)測系統(tǒng)用于摩擦發(fā)電信號和流速識別的可視化。

來源：傳感器專家網(wǎng)