Nanoscale 深圳技术大学陈志翔:基于纤维素的滑溜型共价键连接液态表面用于协同雨水和太阳能收集
2024-04-01   可研易绘 119

对于太阳能电池-摩擦电纳米发电机(TENG)的集成,TENG设备的固体基底的设计成为了挑战之一。TENG需要具有优越的接触电化性能,并且需要透明,以确保光线的透过性。深圳技术大学陈志翔助理教授团队通过在没有任何有毒溶剂的情况下自发地聚合二氯二甲基硅烷,制作了一种可控的液体状聚二甲基硅氧烷刷,具有疏水性、长期稳定性、坚固性和抗紫外线性。液滴在倾角低于5°时就会滑落,动态接触角滞后不超过10°,这可以为固体基底提供强大的自清洁能力。这个方法也适用于由富含羟基的纤维素基表面组成的表面,如灵活的醋酸纤维素膜(CAF)。重要的是,使用PH1000的导电聚合物膜制备了PDMS@CAF,这是一种灵活的、透明的、自清洁的TENG设备,其光传输率为99%或更高。通过将这种透明TENG装配上太阳能电池形成的混合能源收集系统,有望在不同天气条件下从环境中收集能源。


其成果以题为“Cellulose-based slippery covalently attached liquid surfaces for synergistic rain and solar energy harvesting”发表于与国际著名期刊《Nanoscale》,并被选为最新一期的Front Cover。


研究亮点


在这项研究中,通过无需使用有毒溶剂的二氯二甲基硅烷的自发聚合,构建了一种可控的液态PDMS。所提出的方法能生成稳定的滑动性共价键合液体表面,同时具有快速、无毒、生态可持续、简单适应和低成本的优点。这种方法适用于大多数表面富含羟基的材料,如灵活的CAF。得到的PDMS@CAF因极低的滑动角和动态CAH以及低表面能而具有自清洁能力。重要的是,装备有PH 1000导电聚合物膜的PDMS@CAF构成了一种透光、灵活、稳健和抗紫外线的TENG设备,与商业太阳能电池集成后实现了协同的功率输出。


文章信息


Cellulose-based slippery covalently attached liquid surfaces for synergistic rain and solar energy harvestingZhixiang Chen*, Yi Lu, Rogerio Manica, Jianting Lu, Di Shi, Jingqiao Li, Qingxia LiuNanoscale2023,15, 8158-8168.


作者介绍

陈志翔 助理教授


陈志翔,助理教授,博士毕业于加拿大阿尔伯塔大学 ,材料与化学工程专业。之后,在加拿大工程院院士Qingxia (Chad) Liu 课题组从事博士后研究。2022年9月加入深圳技术大学,任助理教授。主要研究方向包括微纳尺度下自组装膜表界面润滑机理,液体注入型润滑材料设计与运用,特种纳米发电机基础研究与设计等。近五年来,在国际学术期刊累计发表论文17余篇,其中包括Nano Energy, Chemical Engineering Journal, Applied Surface Science等国际知名期刊,申请中国发明专利3项。


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