基于纤维素纳米纤维的摩擦纳米发电机

简要介绍了摩擦纳米发电机的工作原理、结构以及工作模式;着重介绍了以纤维素纳米纤维（CNF）膜或CNF纸作为基础摩擦带电材料的摩擦纳米发电机的构建与应用,主要包括以CNF纸或CNF膜直接作摩擦带电材料、以化学改性CNF膜作摩擦带电材料和以CNF复合膜作摩擦带电材料的摩擦纳米发电机。     

纤维素功能纸的制备及其在能源转化应用研究进展

纤维素纸基功能材料近年来广泛用于柔性电子、光电子、能源与传感等高新科技领域。本文对比总结了纤维素纸功能化制备的常用技术手段,重点介绍了纤维素功能纸在太阳能电池、生物燃料电池和摩擦纳米发电机等能源转化领域的应用,最后指出了纤维素纸基功能材料目前存在的问题并展望了其发展前景。     

纤维素基摩擦纳米发电机的应用研究进展

对摩擦纳米发电机（TENG）进行了简单介绍,并介绍了不同纤维素材料在TENG中的作用,总结了纤维素基TENG的优势及优化策略,系统阐述了纤维素基TENG在能量收集、传感器、环境监测、杀菌消毒、空气净化和金属保护等领域中的应用。     

纺织基摩擦纳米发电机的研究进展

探讨纺织基摩擦纳米发电机在智能可穿戴电子器件领域的研究及应用现状。从纤维层面,摩擦纳米发电机依据结构类型分为螺旋缠绕结构、多层包裹结构、螺旋缠绕与多层包裹相结合的结构。从织物层面,按照摩擦纳米发电机制备方法分为多层堆叠法和纺织织造法。根据不同应用领域,对纺织基柔性摩擦纳米发电机的应用现状进行了系统综述。指出了纺织基摩擦纳米发电机在发展中存在的问题,并展望了其未来研究的方向。认为:纺织基摩擦纳米发电机的研发趋向于便携化和微型精细化;在未来智能化可穿戴器件中,其必将渗透于我们日常生活的方方面面。     

柔性全编织摩擦纳米发电织物的制备

为使柔性摩擦纳米发电机更好地贴合人体,且方便制备,将柔性摩擦纳米发电机进行服饰化。通过锥形 编织的方法将锦纶（PA6）与涤纶（PET）缝纫线分别缠绕在镀银的金属长丝表面,形成2 种皮芯结构的复合导电纤 维绳,其中皮层PA6与PET纤维缝纫线作为摩擦层,芯层镀银金属长丝作为电极层,将2 种复合导电纤维绳经机织 制备成柔性自供能织物作为摩擦纳米发电机,收集人体运动机械能并转化为电能,进而为可穿戴设备供电;同时对 该发电织物的表面形貌和输出性能进行表征。结果表明：这种摩擦纳米发电织物的开路电压为20.0 V,短路电流 为1.50 μA,瞬时功率最大为1.6 mW/m² ;该柔性摩擦纳米发电机由缝纫线编织而成,具有很好的柔性、透气性以及水洗性,材料廉价易得,且制备工艺简单。     

纸基摩擦材料的摩擦性能及其机理研究现状

纸基摩擦材料因其优异的摩擦性能在交通运输机械、建筑矿山机械等各类车辆与工程机械的自动变速器和制动器中得到广泛的应用,是一类重要的摩擦材料.文章介绍了纸基摩擦材料的接合机理、润滑油作用机制、纸基摩擦材料性能的影响因素(孔隙率、材料力学性能及温度)、表面形貌及磨损机理的研究现状.     

韩国研发出纸基电子纸

近日,韩国机械研究院首次成功研发出真正的纸基电子纸。 据称,此前的电子纸使用了硅材料或者塑料材料作为电子纸的基板,可以说并不是真正意义上的纸。而此次韩国研制开发的新概念电子纸则是选用无机发光材料作为发光器件,使用纸张以及其他材料作为基板。发光材料涂布于基板上,通过电致发光,实现字符与图形的显示。     

织物电极的制备及其在间隔织物摩擦纳米发电机的应用研究进展

摩擦纳米发电机(TENG)技术与传统纺织品的融合，为智能纺织品带来了新的活力和更多的应用方向。然而基于纺织品的TENG输出仍处于较低的水平，织物结构上的导电层影响电荷传输可能是原因之一。本文从织物基摩擦纳米发电机的导电层和特殊间隔织物结构研究出发，综述了摩擦纳米发电机的织物电极的制备方法，以及其在间隔织物TENG的应用现状。在此基础上，讨论了织物电极阻碍其输出的潜在困难和严峻挑战。希望不仅能在一定程度上加深智能纺织品与TENG之间的联系，也能为未来可穿戴TENG的相关研究和应用提供一些参考。     

韩国研发出纸基电子纸

近日．韩国机械研究院首次成功研发出真正的纸基电子纸。 据称．此前的电子纸广泛使用了硅材料或者塑料材料作为电子纸的基板。可以说并不是真正意义上的纸。而此次韩国研制开发的新概念电子纸则是选用无机发光材料作为发光器件．使用纸张以及其他材料作为基板。发光材料涂布于基板上．通过电致发光．实现字符与图形的显示。     

导电水凝胶基摩擦纳米发电机的性能优化与应用研究进展

近年来,摩擦纳米发电机（TENG）作为新兴的供能装备备受关注,水凝胶作为一种集透明、柔性、导电和自愈合等性能于一体的多功能材料,成为制备TENG的热门材料,本文首先对TENG的基本原理进行了介绍,对水凝胶基TENG在输出性能、环境适应性能及自愈合性能等热点研究的最新报道进行了系统的归纳与总结,详述了其在自供电传感器、能量采集设备、生物医疗及人机交互等方面的应用,总结了当前水凝胶基TENG面临的主要挑战,并对其潜在的发展方向进行了展望。     

Corona Compared with Triboelectric Charging for Electrostatic Powder Coating

ABSTRACT:  The purpose of this research was to compare electrostatic and nonelectrostatic coating and determine the improvement between corona and triboelectric charging systems. Graham crackers were coated with food powder at 0, −50, or −95 kV or by tribocharging with teflon or nylon. Five sizes of sucrose from 13 to 138 μm were coated onto the crackers to determine the effect of particle size on coating efficiency. Three proteins, three carbohydrates, and one salt between 35 and 58 μm were analyzed to determine the effect of composition. Electrostatics improved transfer efficiency (TE) up to 27%, adhesion up to 40%, and reduced dust up to 99% over nonelectrostatic coating. Particle size and composition significantly affected the improvement produced by each charging method. As particle size increased, nonelectrostatic TE and adhesion increased, while dust decreased. Electrostatic TE increased and leveled off and adhesion and dust decreased with increasing particle size. Generally, corona TE, adhesion, and dust reduction was the highest, followed by teflon triboelectric, nylon triboelectric, and nonelectrostatic coating. For proteins, teflon produced higher charge to mass, TE, and adhesion than nylon. Although the corona system was most efficient, the teflon triboelectric system produced comparable results for some powders and may be necessary to produce a thick coating while minimizing back ionization and alleviating Faraday Cage effects.     

碳纤维纸基复合材料研究进展

碳纤维纸基复合材料是使用短切碳纤维与植物纤维或含有羟基等功能基团的纤维,通过湿法造纸工艺制备的具有特殊性能的功能复合材料,在导电、电磁屏蔽,导热,摩擦及电极等领域均已得到应用。随着应用推广的不断深入,引入碳纳米管/石墨烯的碳纤维纸基复合材料的研究和开发也逐渐成为研究热点。本文对近年国内外碳纤维纸基复合材料的研究进展进行了归纳总结,以期为碳纤维纸基复合材料的研究开发提供参考。     

纸基摩擦材料的磨损机理分析

通过对纸基摩擦材料的磨损表面及其热衰退性能进行分析,初步探讨了纸基摩擦材料的磨损机理。研究表明,在剪切力及压力的反复作用下,摩擦材料表面的纤维发生严重的磨损,并产生磨屑;其中,植物纤维的磨损更为严重。磨损表面产生严重的界面分离,甚至发生纤维的脱落。磨损时所产生的纤维磨屑及填料磨粒镶嵌于植物纤维中或陷于材料的孔隙中,不会对材料的磨损性能造成明显影响。热分析表明,磨损使得热性能较差的植物纤维发生显著的热衰退,材料的热性能下降。这些结果表明,纸基摩擦材料的磨损机理主要为黏着磨损和疲劳磨损。     

Textile-based microfluidics: modulated wetting,mixing, sorting,and energy harvesting

Microfluidics technology allows us to perform rapid and massively parallel manipulation and characterization of fluid samples with biomedical and environmental importance. In the attempt to achieve resource-efficient fabrication and operation of the microfluidic devices, paper-based and thread-based microfluidics have been previously demonstrated by other researchers. We propose to develop textile-based microfluidics, formed by three-dimensional networks of individual threads, to further advance the ability of paper-based and thread-based microfluidics. This paper describes four different phenomena that we investigate in textile-based microfluidic systems: modulated wetting, liquid mixing, liquid sorting, and energy harvesting. Our results indicate the feasibility of textiles as a new platform to develop low-cost microfluidic technology.     

防静电滤材解决纸机液压润滑系统中静电问题

文章介绍了纸机液压、润滑系统发现的静电现象,分析了影响静电积累的因素,列举了目前所知道的产生静电现象的方式,详细描述了一种有效解决静电问题的方法：采用防静电滤材。并给出了相应的成功应用实例,同时,文章还对其他影响静电问题的因素进行了讨论。图6表2参9     

纸基微流控芯片刻蚀法条件优化及其在沙门氏菌检测中的应用

：目的 优化纸基微流控芯片刻蚀法制备条件,并研究改性滤纸的微观结构和性能。方法 制作压切式模具,结合模切机压切出亲水基底模型,考察硅烷化修饰时间、不同型号滤纸、三甲氧基硅烷溶液浓度、不同类型表面活性剂及其浓度和刻蚀时间对纸基微流控芯片的影响,通过滤纸接触角变化、扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）和X射线能谱仪（energy dispersive X-ray,EDS）分析纸基微流控芯片改性前后的表面微观结构和元素变化,再将纸基微流控芯片用于沙门氏菌检测比色分析。结果 选用Whatman No.1滤纸作为最佳疏水基底,三甲氧基硅烷溶液最适浓度为8%,浸泡时间为3 min,十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulfate,SDS）溶液为亲水通路最佳的表面活性剂,最适浓度为1%,最佳刻蚀时间为4 min;SEM显示了滤纸改性后其表面生成一种膜状结构;EDS元素分析结果表明疏水剂处理滤纸Si含量达到0.87%,亲水化处理后Si含量降为0.25%,刻蚀效果显著,比色法检测沙门氏菌获得了良好的线性关系。结论 得到了刻蚀法制备的纸基微流控芯片的最优条件,并成功应用于比色法检测沙门氏菌,研究将为其微量化、低成本、便捷化的应用提供技术和理论依据。     

混合纤维纸基复合摩擦材料的研究

对纸基纤维复合材料的成型及有关影响因素进行了初步研究.采用剑麻纤维与芳纶纤维为原料,针对原纸的抄造、纸页与树脂的复合条件、材料的热压及强度性质等进行了实验,探讨了原纸定量、原纸纤维配比、剑麻浆打浆程度以及浸渍液树脂浓度等因素对材料强度的影响.     

微流控纸质芯片研究综述

综述了纸质微流控芯片的应用进展。对目前微流控技术的文献报道进行分析,总结出主要的研究热点和方向。对微流控纸质芯片的制造进行了系统总结,主要的纸质芯片集中在2D和3D纸质芯片的制造上。由于3D纸质芯片能够实现高通量、多样品以及多检测等优点,目前备受学界的关注。与此同时,打印与刻蚀技术将可能是未来微流控纸质芯片的主流制造手段。在众多的应用中,生理生化的应用将成为主流,通过LAMP反应与DNA或RNA检测相耦合,微流控纸质芯片将有极其宽广的应用前景。通过文献比照我们发现,目前学者普遍只使用Whatman公司(英国)制造出的特种纸(色谱纸、滤纸)等进行纸质芯片的开发。这也可以看出目前我们国内造纸企业主要生产产品在生理医学类高端检测市场的竞争力非常薄弱。这对于国内的研究学者而言也存在非常大的潜在风险。因为特种纸类是微流控纸质芯片的核心部件,如果没有高质量和稳定的理化性能的优质纸张(色谱纸、硝酸纤维纸、滤纸、玻璃纤维纸等)的生产和销售,国内学者开发出的好的微流控纸质芯片将无法得到稳定和大量的工业化生产。最后,笔者还对国内滤纸企业概况进行了探讨,以期为滤纸企业提供微流控纸质芯片的研发进展,从而更好地为国内滤纸企业在这个新兴市场上找到产品增长点提供思路。     

纤维基自供能电子皮肤的构建及其应用性能研究进展

本文结合触觉传感型电子皮肤的组成结构,首先介绍了常用构筑材料的种类、性能特点及制备工艺,然后针对致密的薄膜基和橡胶基电子皮肤透气性差,长期穿戴易导致皮肤刺痒等问题,概述了可呼吸纤维材料作为电子皮肤基底层、电极层和传感层所具有的独特优势。其次,介绍了压电式和摩擦电式电子皮肤的触觉传感原理,不仅可以实现实时的压力响应,还可收集环境中的机械能转化为电能来实现自供能,有利于制备微型、轻量、柔性的可穿戴器件。最后,从制备方法、性能表征和功能应用等方面系统总结了近年来纤维基自供能电子皮肤在运动监测、医疗检测等多个领域的应用进展,并深入探讨了目前存在的问题与未来的发展方向。