通过多种简便策略协同增强摩擦电层中的疏水性和输出性能

《ACS Applied Polymer Materials》：Synergistic Enhancement of the Hydrophobicity and Output Performance in the Triboelectric Layer via Multiple Facile Strategies

摩擦纳米发电机通过石墨烯掺杂聚酰亚胺材料结合近场电纺微结构设计和单宁酸表面修饰，实现了高湿度环境下的稳定能量收集，可驱动160个LED串联和湿度计工作，循环稳定性达10000次。

　　

摩擦电纳米发电机（TENG）作为一种从环境中收集机械能的有效方式，为自供电电子设备和传感系统的开发提供了可能。然而，由于摩擦电层本身的材料特性以及表面结构设计的限制，TENG在复杂环境中的性能仍存在局限。本文介绍了一种名为FCGFPI FMs的摩擦电层，该层集成了疏水、疏油和自清洁功能，从而提升了表面性能和环境适应性。该摩擦电层基于石墨烯（GE）掺杂的聚酰亚胺（PI）制成，通过近场电纺（NFES）技术实现微米级图案化，并通过单宁酸（TA）-3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）涂层改性实现纳米级结构调控，从而改善了介电性能。此外，通过对制备好的TENG进行简单的电荷注入处理，其电输出性能得到了进一步提升。实验结果表明，该TENG具有出色的循环稳定性（可承受10,000次循环），能够为160个串联连接的商用LED供电，并驱动一个湿度计。即使在高湿度环境下，该TENG仍能从人体运动中有效收集机械能，这进一步证明了FCGFPI FMs在复杂环境中的稳定性能。