西安交通大學：接地式液滴發電機作為自驅動傳感器用于液體的監測

【西安交通大學：接地式液滴發電機作為自驅動傳感器用于液體的監測】

傳統單電極的固-液摩擦納米發電機由于界面效應的限制，其起電信號通常十分微弱。2020年《Nature》報道一種類晶體管式的液滴發電機（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，展現出其作為自驅動傳感器的應用前景。然而該液滴發電機表面電極需經受液滴不斷的沖擊，而傳統的金屬電極通常都是親水的，且容易被腐蝕，會導致液滴殘留和輸出信號不穩定。并且液滴發電機的連線方式需要進一步優化以適應傳感器的實際需求。

近日，西安交通大學機械工程學院楊雷教授團隊報道了一種接地式的液滴發電機（EG-DEG），并開發了一種石墨烯納晶碳膜（GSEC）作為EG-DEG的電極，所開發的器件展現出優異的輸出性能、疏水性和耐腐蝕性。進一步，設計了一種三電極EG-DEG模式作為自驅動傳感器應用于液滴在不同介電層表面滑動速率的監測。并且還展示了將EG-DEG集成在管路系統中，用于管路流體流速的監測。

作者開發了一種石墨烯納晶碳膜（GSEC）作為接地式液滴發電機（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。作者系統地研究了EG-DEG在不同參數下的輸出性能。EG-DEG可以在高離子濃度溶液和不同水質下有效工作。此外，作者展示了EG-DEG作為自驅動傳感器的應用前景，設計了一種三電極EG-DEG的模式用于液滴滑動速率的監測，并且將EG-DEG集成到管路中作為流體流速的監測，開發了智能流速監測系統用于摩擦發電信號和流速識別的可視化。

來源：傳感器專家網