BTO NWs/PVDF柔性复合薄膜的制备及其压电性能研究

该文通过两步水热法制备了钛酸钡纳米线（BTO NWs），采用旋涂法与聚偏氟乙烯（PVDF）复合制备BTO NWs/PVDF复合薄膜。系统地研究了水热反应中不同NaOH浓度、不同反应时间及不同BTO NWs掺杂量对BTO NWs/PVDF复合薄膜压电输出性能的影响，并与商用钛酸钡纳米球（BTO NPs）制备的BTO NPs/PVDF复合薄膜进行了压电性能对比。结果表明，当NaOH浓度为10 mol/L，反应时间为10 h时，BTO NWs/PVDF复合薄膜开路电压和短路电流分别可达5.42 V和1.81 μA。当BTO NWs掺杂量(质量分数)为20%时，复合压电薄膜的开路电压可达9.34 V，短路电流可达2.15 μA，分别是BTO NPs/PVDF复合薄膜输出电压和电流的1.92倍和1.49倍。当负载电阻值为5 MΩ时，BTO NWs/PVDF复合薄膜输出功率可达1.44 μW。经过4 000次循环敲击测试，BTO NWs/PVDF复合薄膜表现出良好的机械稳定性，其有望在自供电器件、柔性可穿戴电子设备等领域得到广泛应用。