自杀菌摩擦材料、摩擦纳米发电机及空气净化装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种自杀菌摩擦材料、摩擦纳米发电机以及空气净化装置。其中自杀菌材料包括：摩擦起电材料；以及自杀菌金属颗粒，掺杂于所述摩擦起电材料中中。本发明专利技术的掺杂材料具有杀菌功能，且具有成本低、稳定性好、抗菌范围宽的特点，可用于空气净化。

Suicidal bacteria friction material, friction nano generator and air purification device

The invention provides a suicidal bacteria friction material, a friction nano generator and an air purification device. Among them, the materials of suicide bacteria include friction electrified materials, and metal particles of suicide bacteria, which are doped in the friction electric materials. The doping material of the invention has bactericidal function, and has the advantages of low cost, good stability and wide antibacterial range, and can be used for air purification.

【技术实现步骤摘要】
自杀菌摩擦材料、摩擦纳米发电机及空气净化装置
本专利技术涉及摩擦纳米发电以及空气净化领域，进一步的涉及一种自杀菌摩擦材料，以及包含该摩擦材料的摩擦纳米发电机和空气净化装置。
技术介绍
在人类赖以生存的自然界中细菌无处不在，例如金黄色葡萄球菌，其在空气、水、灰尘中都可以找到。而由其引起的人体感染占第二位，仅次于大肠杆菌。上呼吸道感染患者鼻腔带菌率为83％，严重者可导致金黄色葡萄球菌肺炎。同时，金黄色葡萄球菌主要是通过污染食品，当人食用受污染的食品时就会被感染，以致出现食物中毒。因此，食品加工企业对车间的要求非常高。如何控制车间空气中的细菌是必须要面对的问题。且随着环境空气的恶化，空气中的致病菌也急剧增多，空气净化技术也得到了人们的广泛关注。同时，随着环境的日益恶化，人们的环保意识不断增强。清洁无污染的自然能源成为世界关注的热点。驱动微、小型电子设备的摩擦纳米发电机也是当前全球科学家研究的焦点之一。目前，研究人员已研发了利用机械能、振动能、风能、潮汐能等清洁能源的摩擦纳米发电机。其中，摩擦纳米发电机中摩擦材料的选择是影响摩擦纳米发电机输出性能的重要因素之一。目前所用有机物摩擦材料均为传统的工业化产品，其功能比较单一，仅仅是作为摩擦材料来使用。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种自杀菌摩擦材料，以及包含该摩擦材料的摩擦纳米发电机及空气净化装置。(二)技术方案根据本专利技术的一方面，提供一种自杀菌摩擦材料，包括：摩擦起电材料；以及自杀菌金属颗粒，掺杂于所述摩擦起电材料中。进一步的，所述摩擦起电材料为膜层结构的柔性高分子材料。进一步的，所述自杀菌金属颗粒为粒径2nm-5μm的金属颗粒。进一步的，自杀菌金属颗粒在所述摩擦起电材料中重量的0.01％-10％。进一步的，所述自杀菌金属颗粒为银、锌或铜颗粒。进一步的，自杀菌摩擦材料还包括负载所述自杀菌金属颗粒的载体，所述自杀菌金属颗粒吸附于所述载体的表面或载体颗粒的孔道内。进一步的，所述载体包括无机生物材料，所述无机生物材料选自下列的一种或一种以上：二氧化硅、二氧化钛和磷石灰。进一步的，所述柔性高分子材料选自下列的一种或一种以上：聚全氟乙丙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚甲醛、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚丙烯腈、聚氯醚、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚三氟氯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。进一步的，所述自杀菌金属颗粒和载体相加重量占所述摩擦起电材料的重量的0.01％-10％。根据本专利技术的另一方面，提供一种摩擦纳米发电机，包括摩擦后可以带正电的部件和摩擦后带负电的部件，所述摩擦后带正电的部件和/或摩擦后带负电的部件由上述的自杀菌摩擦材料制备。根据本专利技术的又一方面，提供一种空气净化装置，包括过滤部件，该空气过滤部件由上述的自杀菌摩擦材料制备。(三)有益效果通过上述技术方案，可知本专利技术的自杀菌摩擦材料以及包含其的摩擦纳米发电机及空气净化装置具有以下优点：1、在传统的高分子摩擦材料中掺杂附着了具有杀菌效果的微、纳米金属颗粒，使得掺杂膜具有优异的杀菌功能，且具有成本低、稳定性好、抗菌范围宽的特点，可用于空气净化。2、自杀菌膜可作为摩擦材料直接用于摩擦纳米发电机，可制备成自杀菌的摩擦纳米发电机，实现摩擦纳米发电机的多功能化。附图说明为使本专利技术的上述内容更加明晰，将通过附图予以显示。为了更好显示各部分作用，附图中的一种自杀菌摩擦材料在用于空气净化器和摩擦纳米发电机时结构示意图尺寸与器件的实际尺寸并未呈现严格的缩放比例。图1为本专利技术一实施例的自杀菌摩擦材料结构示意图；图2为本专利技术一实施例的自杀菌摩擦材料杀菌示意图；图3为本专利技术中一实施例的自杀菌摩擦材料用于摩擦纳米发电机的结构示意图；图4为本专利技术中一种自杀菌摩擦材料用于空气净化器的示意图。图5a和图5b分别为本专利技术一种自杀菌柔性摩擦材料用于风能驱动的摩擦纳米发电机时发电机工作时输出电压图和输出电流图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。附图中所示的组件数量、形状及尺寸可依据实际情况而进行修改，且组件的配置可能更为复杂。本专利技术中也可进行其他方面的实践或应用，且不偏离本专利技术所定义的精神及范畴的条件下，可进行各种变化以及调整。图1为本专利技术一实施例的自杀菌摩擦材料结构示意图。本专利技术的一实施例提供了一种自杀菌摩擦材料100。包括摩擦起电材料101以及自杀菌金属颗粒102。本专利技术实施例所示的摩擦起电材料101可以是摩擦起电性的材料，其在摩擦过程中不同电负性的材料之间发生电荷的转移，自杀菌摩擦材料100可以作为摩擦后失去电子的材料，也可以作为摩擦后获得电子的材料。该摩擦起电材料101包括但不限于：高分子材料、高分子泡沫材料和纺织品。优选的，柔性摩擦起电材料可以为有机高分子材料，所述有机高分子材料可以为聚全氟乙丙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚甲醛(酚醛树脂)、聚酰胺(尼龙)、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚丙烯腈、聚氯醚、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚三氟氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物及通过掺杂的多功能有机高分子材料。进一步的优选的高分子材料为尼龙、聚二甲基硅氧烷、聚全氟乙丙烯共聚物。有机高分子材料优选的制备成薄膜，该膜层结构可以增大比表面积，增加捕获到空气中细菌的几率。高分子薄膜的制备方式例如采用静电纺丝法、熔融拉伸法、单向拉伸法或者双向拉伸法。本专利技术实施例所示的自杀菌金属颗粒102，为实现杀菌效果的金属颗粒。参入在摩擦起电材料中的该自杀菌金属颗粒102可以释放的金属或金属离子起到杀菌作用，释放的金属离子可以包括银离子、铜离子、锌离子、镍离子、铝离子、二价铁离子、镁离子、钙离子、钡离子、锰离子和锡离子，或者上述离子的任意两种以上的组合。自杀菌金属颗粒102优选为银、锌或铜颗粒。上述自杀菌金属颗粒102为纳米或者微米金属颗粒，粒径尺寸可以2nm-5μm，近一步优选的为2-50nm纳米金属颗粒或0.1-5μm的微米金属颗粒，进一步优选的尺寸为2-6nm。对于自杀菌金属颗粒102在自杀菌摩擦材料100中的添加量，以摩擦起电材料101为基准，添加含量为大于0小于等于20wt％，进一步优选的为0.01wt％-10wt％，更进一步优选的为0.03-0.06wt％。添加含量过多，影响材料的摩擦性能，添加过少则降低杀菌效果。对于自杀菌金属颗粒102与摩擦起电材料101的掺杂方式，优选的采用在摩擦主体材料原料配置、中间产物(此时材料位于熔融态或者液态)或者最终产物阶段添加入所述自杀菌金属颗粒102。优选的，在摩擦主体材料呈液态或者熔融态，或者通过有机溶剂溶解至所述摩擦主体材料101，然后可以通过例如拉伸方法一体成膜。图2为本专利技术一实施例的自杀菌摩擦材料杀菌示意图。图2中，部分位于自杀菌摩擦材料100内的自杀菌金属颗粒102进入细菌内部，当自杀菌柔性材料放置于空气中时，细菌接触到自杀菌材料100后，自杀菌材料100中释放出的自杀菌金属离子102进入细菌体内可抑制蛋白质和合成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自杀菌摩擦材料，其特征在于包括：摩擦起电材料；以及自杀菌金属颗粒，掺杂于所述摩擦起电材料中。

【技术特征摘要】
1.一种自杀菌摩擦材料，其特征在于包括：摩擦起电材料；以及自杀菌金属颗粒，掺杂于所述摩擦起电材料中。2.根据权利要求1所述所述的自杀菌摩擦材料，其特征在于，所述摩擦起电材料为膜层结构的柔性高分子材料。3.根据权利要求1或2所述的自杀菌摩擦材料，其特征在于，所述自杀菌金属颗粒为粒径2nm-5μm的金属颗粒。4.根据权利要求1-3任一项中所述的自杀菌摩擦材料，其特征在于，所述自杀菌金属颗粒在所述摩擦起电材料中重量的0.01％-10％。5.根据权利要求1-4任一项中所述的自杀菌摩擦材料，其特征在于，还包括负载所述自杀菌金属颗粒的载体，所述自杀菌金属颗粒吸附于所述载体的表面或载体颗粒的孔道内。6.根据权利要求5所述的自杀菌摩擦材料，其特征在于，所述载体包括无机生物材料，所述无机生物材料选自下列的一种或一种以上：二氧化硅、二氧化钛和磷石灰。7.根据权利要求5或6所述的自杀菌摩擦材料，其特征在于，所述自杀菌金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨亚，赵坤，
申请(专利权)人：北京纳米能源与系统研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11