Multifunctional Triboelectric Metamaterials with Unidirectional Charge Transfer Channels for Linear Mechanical Motion Energy Harvesting

摩擦电效应 材料科学 超材料 电荷(物理) 能量收集 机械能 能量转移 直线运动 运动(物理) 能量(信号处理) 工程物理 光电子学 复合材料 经典力学 功率(物理) 物理 量子力学
作者
Haoyu Chen,Jiahao Shi,Lifu Yan,Abdolhamid Akbarzadeh
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
被引量:3
标识
DOI:10.1002/adfm.202416749
摘要

Abstract Conventional triboelectric generators (TEGs) have been developed to mainly harvest the energy of linear mechanical motions and convert it usually into oscillating or pulsive, but not sustainable, electrical outputs. In this study, unidirectional charge transfer mechanisms are introduced to develop a triboelectric mechanical metamaterial (TMM) with sustainable electrical outputs. Density functional theory and experimental analyses demonstrate three minimum necessary components of TMMs fabricated by only two triboelectric materials (i.e., copper and PTFE) to generate sustainable electrical outputs. Under a wide range of compression‐tension strain of ±50%, the maximum open‐circuit voltage, short‐circuit current, and volumetric power density are 3860 V, 8 µA, and 365.3 kW m −3 , respectively. Different from most conventional cellular solids, the mechanical energy dissipation of the TMMs increases quadratically with the unit cell number. High volumetric electromechanical efficiency is achieved when the unit cell is miniaturized. In addition to energy harvesting and mechanical energy dissipation, TMMs can sense the displacement by counting the number of distinctive peaks in the short‐circuit charge transfer or reaction force versus time curves. The extreme electromechanical functionalities of the TMMs facilitate their applications in intelligent suspension systems, miniaturized green power sources, and self‐sensing energy harvesters.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
Jenyy41完成签到 ,获得积分10
2秒前
木子林夕发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
知12完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
njx发布了新的文献求助10
5秒前
ZG发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
钱从四面八方来关注了科研通微信公众号
7秒前
简qiu发布了新的文献求助10
8秒前
hera_jojo发布了新的文献求助10
8秒前
ttttt完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
粗犷的尔阳完成签到,获得积分10
10秒前
alexmao发布了新的文献求助10
11秒前
14秒前
万亩梅园取其一完成签到,获得积分10
14秒前
深情安青应助屈飞阳采纳,获得30
15秒前
15秒前
邓佳鑫Alan应助纯真的筝采纳,获得10
16秒前
16秒前
19秒前
香蕉觅云应助hera_jojo采纳,获得30
21秒前
单车发布了新的文献求助10
21秒前
秋季发布了新的文献求助10
21秒前
aaaaa发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
23秒前
ab发布了新的文献求助10
23秒前
SHIJIE完成签到,获得积分10
23秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
25秒前
地表飞猪应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
25秒前
25秒前
高分求助中
Africanfuturism: African Imaginings of Other Times, Spaces, and Worlds 3000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2000
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 1000
Structural Equation Modeling of Multiple Rater Data 700
 Introduction to Comparative Public Administration Administrative Systems and Reforms in Europe, Third Edition 3rd edition 590
全球膝关节骨性关节炎市场研究报告 555
Exhibiting Chinese Art in Asia: Histories, Politics and Practices 540
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3888576
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3430908
关于积分的说明 10771918
捐赠科研通 3156000
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1742763
邀请新用户注册赠送积分活动 841364
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 785894