Triboelectric nanogenerator metamaterials for joint structural vibration mitigation and self-powered structure monitoring

纳米发生器 摩擦电效应 材料科学 超材料 振动 能量收集 光电子学 电压 带隙 声学 电气工程 能量(信号处理) 压电 复合材料 物理 工程类 量子力学
作者
Ming Yuan,Wenping Yu,Yawei Jiang,Zhenjun Ding,Zifeng Zhang,Xueyong Zhang,Yannan Xie
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:103: 107773-107773 被引量:19
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2022.107773
摘要

A metamaterial-inspired triboelectric nanogenerator (META-TENG) is proposed in this work to simultaneously realize vibration suppression and energy harvesting. The compact META-TENG can generate low frequency local resonant phenomenon and significantly reduce the incident vibration at the low-frequency band. A planar spring is created, which guarantees low-frequency resonance and a sufficient triboelectric contact surface within a small-scale device. The bandgap property of the proposed metamaterial is then calculated using the finite element method and corresponds well with the experimental measurement results. To fabricate the TENG, fluorinated ethylene propylene (FEP) film and Ecoflex are employed as the negative and positive triboelectric materials, respectively. It is found that the introduction of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) into Ecoflex is favorable for enhancing the META-TENG’s output performance, increasing the output voltage by almost three times. The charge density of the TENG can reach up to 453.1μC/m2under 5 N sinuous excitation. The periodic META-TENG configuration also exhibits satisfying vibration suppression performance, where the vibration amplitude of an aluminum plate integrating four META-TENGs is minimized by up to 87 %. The harvested energy from the META-TENG array enables an accelerometer and Bluetooth module to work in wireless mode, making the whole system achieve self-powered vibration monitoring.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
这次会赢吗完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
YK发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
香蕉觅云应助笑点低的紫采纳,获得10
1秒前
云淡风轻发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
Akim应助zychaos采纳,获得10
2秒前
czx给czx的求助进行了留言
2秒前
xxxllllll发布了新的文献求助30
3秒前
liux发布了新的文献求助30
3秒前
完美世界应助眠眠2002采纳,获得10
3秒前
3秒前
lxy发布了新的文献求助10
3秒前
SunGuangkai发布了新的文献求助10
3秒前
123完成签到,获得积分10
4秒前
田柾国发布了新的文献求助10
4秒前
打打应助木云采纳,获得10
4秒前
敏感的莆完成签到,获得积分10
5秒前
YANG发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI5应助屋子采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
领导范儿应助从容凝雁采纳,获得10
7秒前
8秒前
所所应助YK采纳,获得10
8秒前
8秒前
悦耳难摧完成签到,获得积分20
8秒前
bobo发布了新的文献求助10
9秒前
蒹葭苍苍应助huhaoran采纳,获得10
9秒前
qyf完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
Li应助科研little高采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
Wangnono完成签到,获得积分10
11秒前
英俊的铭应助LSW采纳,获得30
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
《微型计算机》杂志2006年增刊 1600
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1000
Air Transportation A Global Management Perspective 9th Edition 700
DESIGN GUIDE FOR SHIPBOARD AIRBORNE NOISE CONTROL 600
NMR in Plants and Soils: New Developments in Time-domain NMR and Imaging 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4960767
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4221237
关于积分的说明 13146027
捐赠科研通 4004962
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2191794
邀请新用户注册赠送积分活动 1205889
关于科研通互助平台的介绍 1116970