基于生物相容性材料摩擦電發(fā)電機(jī)的制備及性能研究.pdf

1、摩擦起電效應(yīng)是指兩種不同材料在相互摩擦后帶有等量的異性電荷的現(xiàn)象。摩擦式納米發(fā)電機(jī)（TENG）是基于摩擦起電和靜電感應(yīng)效應(yīng)的耦合，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，為自然環(huán)境中人體活動(dòng)、液體或空氣流動(dòng)等機(jī)械能的收集和轉(zhuǎn)化利用提供了全新的途徑。而從生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的角度出發(fā)，摩擦電發(fā)電機(jī)若要作為植入人體的生物微機(jī)電器件的組成部分，從選材上必須生物安全，且具有良好的生物相容性。
　　本研究基于臨床應(yīng)用的高分子聚合物和醫(yī)用金屬材料，制備弧型結(jié)構(gòu)

2、的聚合物-聚合物型和金屬-聚合物型摩擦電發(fā)電機(jī)（TEG），分析它們的工作原理，探討發(fā)電機(jī)的組成結(jié)構(gòu)和外界施力條件對(duì)其電輸出性能的影響。結(jié)果表明：
　　1.聚合物-聚合物型摩擦電發(fā)電機(jī)的電輸出性能與其摩擦層厚度有關(guān)，當(dāng)乙基纖維素（EC）和左旋聚乳酸（PLLA）薄膜的厚度分別為380μm和320μm時(shí)，可測(cè)得TEG的最大輸出電壓和電流值分別為310.5 V，16.2μA。
　　2.與以傳統(tǒng)單根導(dǎo)線為輸出端相比，設(shè)計(jì)折疊銅線為摩擦

3、電發(fā)電機(jī)的輸出端，其輸出電壓和電流分別提高了131.2％，63.6％。
　　3.采用陽(yáng)極氧化工藝對(duì)Ti片進(jìn)行表面處理生成二氧化鈦納米管陣列（TNTAs），可改善摩擦式納米發(fā)電機(jī)（TENG）的電輸出性能。在60V電壓下二次陽(yáng)極氧化6h的Ti片制備的PLLA-TNTAs摩擦式納米發(fā)電機(jī)輸出電壓和電流值分別達(dá)到220.6V，15.1μA，比未處理的PLLA-Ti型摩擦電發(fā)電機(jī)提高了96.3％，91.1％。
　　4.當(dāng)施加于金屬-聚