当前位置:主页 > 新闻公告 > 新闻动态 >

材料学院最新研究报道:压电苯丙氨酸二肽生物材料极大地改善纳米发电机柔性

时间:2019-01-28 16:13 点击:
       纳米发电机从环境收集能量在自驱动系统,如结构监测的传感器、环境测量和化学、生物传感器具有极大的开发前景。苯丙氨酸二肽(FF)可自组装成纳米管,展现出优异的压电性能,是一个极具有潜力的压电生物材料。但是将其大规模组装成可应用的柔性器件还存在一些挑战。多物理有限元模型可评测压电材料的压电性能。一个新器件的组装和测试是极具风险、过程复杂和耗时的,如果没有一个综合的计算模型,很难预测材料的性能的好坏。目前已有关于有限元模型模拟一些压电纳米发电机的材料(如氧化锌)的压电性能和FF多肽纳米结构和块体的机械性能的报道。但是还没有关于柔性FF多肽压电性能模拟的相关报道。
       西电材料学院杨如森教授带领团队与重庆大学吴英教授联合在Nano energy上发表文章“Piezoelectric diphenylalanine peptide for greatly improved flexible nanogenerators”。
       该文章利用多物理有限元模型对FF多肽、氧化锌、锆钛酸铅和钛酸钡的输出电压进行模仿分析,在相同力情况下,结果表明FF多肽生物材料具有更高的输出电压。根据电压计算的纳米发电机模型,作者对FF纳米发电机进行了开路电压的评估。此外,作者通过组装一个垂直阵列的FF多肽压电发电机来验证其计算结果。该发电机产生了一个高达-0.6 V的开路电压,与计算模拟结果相吻合。该工作指出了FF多肽压电材料的潜在的应用价值,展示了有限元模型对新一代FF多肽器件发展的重要性。
 

原文链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285518304567