基于等离子体改性的摩擦电材料表面设计与杀菌应用
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更新：2025-03-18 10:10:30 浏览：35次
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摘要
材料的表面电荷密度对摩擦纳米发电机(TENGs)的能量收集效率有很大影响。本文利用等离子体处理技术对PVDF/Ag@C基摩擦电材料进行化学表面修饰，两步O2+CF4等离子体处理大幅提高了摩擦电极的表面粗糙度和表面电子亲和力，因此，TENG的表面电荷密度从64.26 μC/m2显著增加至216.60 μC/m2，表明其在能量收集领域的巨大潜力。基于实验与DFT计算分析了等离子体处理的可能机理。-F及-CFx等含F基团的引入使PVDF/Ag@C获得了超疏水表面，并展现出优异的防潮、耐盐和防污性能。最后，基于该TENG组装了杀菌系统，实现了98.74%的杀菌率，显著高于普通交流电源（89.96%）。这项工作为摩擦电材料的表面改性工程以及TENGs在恶劣环境中的能量收集和应用提供了新的方法。
关键字
等离子体表面改性；表面电荷密度；化学表面修饰；摩擦纳米发电机
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