نانومولد تریبوالکتریک مبتنی بر پلیمر
محورهای موضوعی : پلیمرها در انرژی و کاربردهای بهداشتی و محیطی
1 - دانشکده مهندسی شیمی، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
کلید واژه:
چکیده مقاله :
فناوری نانوژنراتورهای تریبوالکتریک، انقلابی در تولید انرژی پاک و پایدار به وجود آورده است. این دستگاه‌های پیشرفته، با استفاده از اثر تریبوالکتریک، انرژی مکانیکی را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند و کاربردهای متنوعی در دنیای فناوری دارند. اکثر مواد تماسی نانوژنراتورهای تریبوالکتریک از پلیمرها تشکیل شده‌اند که می‌توانند دارای منشأ مصنوعی یا طبیعی باشند. به طور کلی، پلیمرها، به دلیل خصوصیات منحصر به فردی چون وزن سبک، فرایند پذیری و شکل‌دهی آسان، مقاومت و سختی مناسب و خواص سطحی و ضد میکروبی قابل تنظیم، به عنوان ماده اصلی در ساخت این ژنراتورها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله، به بررسی ساختار، عملکرد و مزایای نانوژنراتورهای تریبوالکتریک مبتنی بر پلیمر پرداخته می‌شود. همچنین، نقش خصوصیات مختلف پلیمرها بر عملکرد این ژنراتورها مورد تحلیل قرار می‌گیرد. در نهایت، چالش‌ها و مسائل کلیدی موجود در مسیر توسعه و کاربرد این تکنولوژی در صنعت و کاربردهای عملی، به خصوص در زمینه‌هایی نظیر سیستم‌های برداشت انرژی، حسگرها و دستگاه‌های الکترونیکی پوشیدنی، به طور جامع مورد بررسی قرار خواهد گرفت. نتایج این کار بر اهمیت و ظرفیت بالای نانوژنراتورهای تریبوالکتریک مبتنی بر پلیمر در ایجاد راهکارهای نوین جهت رفع چالش‌های انرژی تاکید خواهد داشت و افق‌هایی برای پژوهشهای پیش رو در این حوزه ترسیم خواهد نمود.
Triboelectric nanogenerator technology has invented new ways to collect ambient mechanical energy with high efficiencies and hence revolutionized clean sustainable energy production. These advanced devices can convert mechanical energy into electricity using the triboelectric phenomena. Triboelectric nanogenerators can be applied in numerous technological fields due to the diversity of applications illustrating its general utility for energy harvesting and self-powered systems. The contact materials used in triboelectric nanogenerators are primarily composed of polymers that can be of synthetic or natural origin. In general, polymers are the main material in the fabrication of Triboelectric nanogenerators due to their unique properties such as being lightweight, easy processability, suitable strength and hardness, and tunable surface and antimicrobial properties. This paper investigates the structure, performance, and advantages of polymer-based triboelectric nanogenerators. Also, the role of different polymer properties on the performance of these generators is analyzed. Finally, the challenges and key issues in developing and applying Triboelectric nanogenerator technology in industry and practical applications, especially in energy harvesting systems, sensors, and wearable electronic devices, will be thoroughly examined. This work highlights the significance and potential of polymer-based triboelectric nanogenerators in creating and developing new solutions to tackle global energy challenges. It also outlines a comprehensive overview of prospective research pathways to advance this promising field.
