固体-液体基摩擦纳米发电超滑薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提出了一种固体

【技术实现步骤摘要】
固体
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液体基摩擦纳米发电超滑薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于固体材料表面改性领域，具体涉及一种固体
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液体基摩擦纳米发电超滑薄膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着石油资源的枯竭以及随之产生的环境问题日益严峻，急需要发展绿色可再生能源以满足人类社会的可持续发展。其中一种思路是对自然界中丰富的水资源加以利用，目前比较成熟的技术如大坝修建水电站、收集海洋的潮汐能等。除此以外，还有很大一部分能量储存在像雨水、露珠这样虽然小但又无处不在的水滴中。对于像这样不连续、间断的能量，可以采用固体/液体基摩擦纳米发电机加以收集。但对于现有的固体/液体基摩擦纳米发电机来说，由于固体相多设计为疏水或者超疏水表面，液滴会在表面发生弹跳，因而对它来说最高效的发电方式是铺展接触式，但对于铺展接触式来说，只有液滴在铺展过程中碰到顶电极才能进行电荷传输，而太远和太近的液滴输出并不高，这就导致了材料表面有效面积并不大。此外，现有材料的超疏水性使得液滴与材料表面接触面积小、接触时间短、作用力小、稳定性差，且材料表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体
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液体基摩擦纳米发电超滑薄膜，其特征在于，包括：绝缘聚合物层；二氧化硅纳米粒子层，所述二氧化硅纳米粒子层设在所述绝缘聚合物层单侧的至少部分表面上；全氟聚醚层，所述全氟聚醚层设在所述二氧化硅纳米粒子层的至少部分表面上，所述全氟聚醚层包括硅烷端基的全氟聚醚，所述硅烷端基的全氟聚醚上的硅烷基与所述二氧化硅纳米粒子层中二氧化硅纳米粒子共价连接。2.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于，所述二氧化硅纳米粒子层的厚度为100nm
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1.5μm；任选地，所述全氟聚醚层的厚度为2μm
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30μm；任选地，所述绝缘聚合物层的厚度为0.2μm
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2μm；任选地，所述二氧化硅纳米粒子的粒径为100nm
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200nm；任选地，所述绝缘聚合物层中绝缘聚合物包括特氟龙、聚四氟乙烯和全氟乙烯丙烯共聚物中的至少之一。3.根据权利要求1所述的薄膜，其特征在于，所述全氟聚醚层的表面粗糙度不大于50nm；任选地，液滴在所述全氟聚醚层的表面接触角为70
°‑
120
°
，滑动角不大于10
°
。4.一种制备权利要求1
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3中任一项所述固体
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液体基摩擦纳米发电超滑薄膜的方法，其特征在于，包括：(1)在导电基底上形成绝缘聚合物层；(2)在所述绝缘聚合物层上形成二氧化硅纳米粒子层；(3)在所述二氧化硅纳米粒子层上形成全氟聚醚层，以便在导电基底上形成超滑薄膜。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，将绝缘聚合物和溶剂混合形成绝缘聚合物溶液，然后将所述绝缘聚合物溶液施加在所述导电基底上，从而在所述导电基底上形成绝缘聚合物层；任选地，所述绝缘聚合物溶液中所述绝缘聚合物的浓度为1g/L

【专利技术属性】
技术研发人员：冯琳，翟华君，危岩，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：