P（VDF-TRFE）ナノファイバーに基づく波形のハイブリッド圧電およびトライボ電気ナノジェネレーター

この作業では、圧電およびトリビア電気出力を相互に強化した波形のハイブリッドナノ発生因子（NG）が提示されています。圧電P（VDF-TRFE）ナノファイバーを波の形をしたカプトンフィルム間でサンドイッチすることにより、デバイスは3層構造を形成し、ピエゾレクトリックとトリビエクトリック出力を1つのプレスとリリースサイクルで同時に生成できます。体系的な状況分析と実験的検証を通じて、3層構造は、両方の部品の出力パフォーマンスの明らかな改善を達成できます。4 Hzの外力でトリガーされると、圧電部はピーク出力と96 Vと3.8μAの電流を生成し、初期出力の約2倍です。一方、Triboelectric Partsの性能は、圧電電位の支援を受けて8 Vと16 Vも増加します。強化された高出力により、ハイブリッドナノ生成器は即座にLEDを照らし、コンデンサを迅速に充電できます。これにより、自己搭載システムまたはセンサーネットワークの分野で広範なアプリケーションの見通しが示されます。

A wave-shaped hybrid nanogenerator (NG) with mutually enhanced piezoelectric and triboelectric output is presented in this work. By sandwiching piezoelectric P(VDF-TrFE) nanofibers between wave-shaped Kapton films, the device forms a three-layer structure, which can generate piezoelectric and triboelectric outputs simultaneously in one press and release cycle. Through systematic situational analysis and experimental validation, the three-layer structure can achieve obvious improvement of the output performance for both parts. When triggered with 4 Hz external force, the piezoelectric part generates a peak output and current of 96 V and 3.8 μA, which is ∼2 times higher than its initial output. Meanwhile, the performance of triboelectric parts also increases 8 V and 16 V with the assistance of piezoelectric potential. The enhanced high output enables the hybrid nanogenerator to instantaneously light up LEDs and charges capacitors quickly, which shows extensive application prospects in the field of self-powered systems or sensor networks.