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征途在线官方:能量收集变得有机 变得更加灵活

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能够将机械能转化为电能的纳米发电机通常由金属氧化物和铅基钙钛矿制成。但是这些无机材料不具有生物相容性,因此正在争创用于能量收集,电子传感以及刺激神经和肌肉的天然生物相容性压电材料。

都柏林大学学院和得克萨斯大学达拉斯分校的研究人员决定探索基于肽的纳米管,因为它们将成为在电子设备内使用和能量收集应用的理想选择。

在《应用物理学杂志》中,该小组报告了使用紫外线和臭氧的组合来产生可湿性差异和施加电场,以在具有互锁电极的柔性基板上产生纳米管的水平排列极化。

都柏林大学的主要作者,博士后研究员Sawsan Almohammed说:“ 基于肽的材料的压电特性使它们特别适合能量收集,因为对其进行挤压或弯曲会产生电荷。”

对有机材料代替无机材料的需求也越来越大,无机材料往往有毒且难以制造。

她说:“基于肽的材料是有机的,征途在线官方:易于制造,并且具有很强的化学和物理稳定性。”

在该小组的方法中,纳米管的物理排列是通过将可湿性差异图案化到柔性基板的表面上来实现的。这产生了化学力,该化学力将肽纳米管溶液从具有高接触角的疏水区域推到疏水性的亲水区域,而该亲水区域以低接触角排斥吸水的亲水性区域。

研究人员不仅改善了管的对齐方式(这对于能量收集应用至关重要),而且他们还通过使用氧化石墨烯制成复合结构来改善了管的导电性。

Almohammed说:“众所周知,当两种具有不同功函数的材料相互接触时,电荷会从低功函数流向高功函数。” “我们工作的主要新颖之处在于,通过电场和可湿性辅助的自组装控制纳米管的水平排列可以改善电流和电压输出,并且通过引入氧化石墨烯可以实现进一步的增强。”

该小组的工作将使有机材料,尤其是基于肽的有机材料能够在电子设备,传感器和能量收集应用中得到更广泛的应用,因为肽纳米管的两个关键限制(排列和导电性)已得到改善。

Almohammed说:“我们还在探索来自弯曲和电场应用的电荷转移过程如何增强基于拉曼光谱的分子检测。” “我们希望可以将这两项努力结合在一起,以创建一种具有广泛应用的自激式生物传感器,包括生物和环境监测,高对比度成像和高效发光二极管。”

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