[发明专利]一种附着PDMS复合薄膜铝箔的制备方法及应用

说明书

一种附着PDMS复合薄膜铝箔的制备方法及应用，它属于纳米发电机技术领域，具体涉及一种附着PDMS复合薄膜铝箔的制备方法及利用其制备纳米发电机。本发明的目的是要解决现有混合式纳米发电机使用过程中出现错层、偏移的问题。制备方法：一、配置PDMS溶液；二、掺杂，得到混合液；三、制膜，得到附着PDMS复合薄膜铝箔。应用，以附着PDMS复合薄膜铝箔和电极层作为摩擦电极制纳米发电机。优点：1、将致密的PDMS薄膜转化为多孔结构的PDMS复合薄膜，提升了纳米发电机的输出性能。2、避免了层层堆叠，具有良好的稳定性和可靠性。本发明主要用于以附着PDMS复合薄膜铝箔制备纳米发电机。

技术领域

本发明属于纳米发电机技术领域，具体涉及一种附着PDMS复合薄膜铝箔的制备方法及利用其制备纳米发电机。

背景技术

可穿戴电子设备在过去几十年得到了快速的发展，但是电源无法持续供能、需要定期维护更换的问题成为限制其发展的瓶颈之一。来自人体本身的机械能持续性强﹐可利用范围广，行走、跑步，甚至眨眼，呼吸等活动方式都可以成为能量的来源。从人体运动过程中收集机械能是解决可穿戴电子产品持续供能问题的有效途径。

压电纳米发电机(PENG)和摩擦纳米发电机(TENG)作为新兴技术，因体小质轻、生物相容性好、能量转化率高等优点，成为收集人体运动中微弱机械能的有效途径，得到了学者们的广泛关注。由于它们都共享几个由机械能转换为电能的独特过程,并且有相似的工作频率、匹配电阻和输出特性，如果通过合理的方式将二者耦合，在理论上就可以提高纳米发电机的输出功率。

以往的混合式纳米发电机常将TENG和PENG做成独立的两部分，分别对每层加工、组装，再将二者叠放在一起。这种做法工艺复杂、成本较高，且每层材料的尺寸不同，各层间难以固定和对正。在使用过程中还会出现错层、偏移的问题，严重影响纳米发电机的性能。

聚二甲基硅氧烷(PDMS)具有柔性好、电负性高、制作成本低的特点，常被用作TENG的负摩擦层材料。由于TENG的输出性能与摩擦起电层的接触面积成正比，以往的工作中常通过在PDMS薄膜表面制备微纳结构以增大表面积，如光刻、等离子刻蚀等，这些方法步骤繁琐、设备昂贵，不适于大规模生产。因此，开发一种高性能、结构简单、制作成本低廉的混合纳米发电机是目前丞待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是要解决现有混合式纳米发电机使用过程中出现错层、偏移的问题，而提供一种附着PDMS复合薄膜铝箔的制备方法及应用。

一种附着PDMS复合薄膜铝箔的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

一、配置PDMS溶液：先将主剂与交联剂混合，然后磁力搅拌，得到PDMS溶液；所述主剂与交联剂的体积比为10:1，所述主剂为美国道康宁公司生产的Sylgard184A；所述交联剂为美国道康宁公司生产的Sylgard184B；

二、掺杂：将钛酸钡颗粒、氧化锌颗粒和多壁碳纳米管粉末加入PDMS溶液中，然后磁力搅拌，得到混合液；

三、制膜：在铝箔的表面用涂胶机均匀涂敷一层混合液，得到附着混合液薄膜的铝箔，以附着混合液薄膜的铝箔的混合液薄膜一侧与刻蚀容器的刻蚀槽面接触形式将附着混合液薄膜的铝箔置于刻蚀容器上，先真空脱气处理，再烘干，得到附着PDMS复合薄膜铝箔。

一种附着PDMS复合薄膜铝箔的应用，以附着PDMS复合薄膜铝箔和电极层作为摩擦电极制纳米发电机，所述电极层为铝箔、铜箔、金箔、氧化铟锡薄膜或二氧化钛薄膜。

本发明优点：