通过调节聚合物基体的电阻率显着提高压电复合材料的极化效率,ACS Applied Materials & Interfaces

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通过调节聚合物基体的电阻率显着提高压电复合材料的极化效率
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2023-08-19 , DOI: 10.1021/acsami.3c08036
Xin Gao ₁ , Mupeng Zheng ₁ , Mankang Zhu ₁ , Yudong Hou ₁

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尽管有机-无机压电复合材料已经证明了将生物力学振动转化为电能的能力，但由于电场极化不足，提高其压电性能具有挑战性。在这里，我们提出了一种简便有效的方法，通过引入铜纳米线（Cu NW）来调节PDMS基质的电阻率，以提高锆钛酸钡钙/聚二甲基硅氧烷（BCZT/PDMS）复合材料的极化效率。Cu NW 改性的 PDMS 减弱了 BCZT 填料和 PDMS 基体之间的电阻率失配，从而允许在极化过程中向 BCZT 填料施加更高的极化电场。结果，BCZT/Cu-PDMS压电复合材料表现出2.58 pm ^{2 /N的高压品质因数(}d ₃₃ × g ₃₃ ) ，比BCZT/PDMS ( d ₃₃ × g ₃₃ = 0.38 pm ² /N)。此外，BCZT/Cu-PDMS表现出更高的功率密度（3.18 μW/cm ²）和更快的充电能力。这种引入金属纳米线的复合方法可以被视为一种通用的极化改进方法，可以扩展到其他有机-无机压电复合材料系统。

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更新日期：2023-08-19

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