傳統(tǒng)單電極的固-液摩擦納米發(fā)電機由于界面效應(yīng)的限制，其起電信號通常十分微弱。2020年《Nature》報道一種類晶體管式的液滴發(fā)電機（DEG），通過在介電層表面制備電極，顯著提升了固-液界面的起電信號，展現(xiàn)出其作為自驅(qū)動傳感器的應(yīng)用前景。然而該液滴發(fā)電機表面電極需經(jīng)受液滴不斷的沖擊，而傳統(tǒng)的金屬電極通常都是親水的，且容易被腐蝕，會導(dǎo)致液滴殘留和輸出信號不穩(wěn)定。并且液滴發(fā)電機的連線方式需要進(jìn)一步優(yōu)化以適應(yīng)傳感器的實際需求。

近日，西安交通大學(xué)機械工程學(xué)院楊雷教授團(tuán)隊報道了一種接地式的液滴發(fā)電機（EG-DEG），并開發(fā)了一種石墨烯納晶碳膜（GSEC）作為EG-DEG的電極，所開發(fā)的器件展現(xiàn)出優(yōu)異的輸出性能、疏水性和耐腐蝕性。進(jìn)一步，設(shè)計了一種三電極EG-DEG模式作為自驅(qū)動傳感器應(yīng)用于液滴在不同介電層表面滑動速率的監(jiān)測。并且還展示了將EG-DEG集成在管路系統(tǒng)中，用于管路流體流速的監(jiān)測。該研究以“An Electrode-Grounded Droplet-based Electricity Generator (EG-DEG) for Liquid Motion Monitoring”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上，楊雷教授和禹健博士研究生為論文的共同一作。

圖文導(dǎo)讀

圖1. EG-DEG器件結(jié)構(gòu)及輸出性能。