August 2, 2012

TRANSPARENT TRIBOELECTRIC NANOGENERATORS AND SELF-POWERED PRESSURE SENSORS BASED ON MICROPATTERNED PLASTIC FILMS


"Transparent Triboelectric Nanogenerators and Self-Powered Pressure Sensors Based on Micropatterned Plastic Films". F. -R. Fan, L. Lin, G. Zhu, W. Wu, R. Zhang, Z. L. Wang. NANOLETTERS 12, 3109 (2012). DOI: 10.1021/nl300988z

Transparent, flexible and high efficient power sources are important components of organic electronic and optoelectronic devices. In this work, based on the principle of the previously demonstrated triboelectric generator, we demonstrate a new high-output, flexible and transparent nanogenerator by using transparent polymer materials. We have fabricated three types of regular and uniform polymer patterned arrays (line, cube, and pyramid) to improve the efficiency of the nanogenerator. The power generation of the pyramid-featured device far surpassed that exhibited by the unstructured films and gave an output voltage of up to 18 V at a current density of 0.13 μA/cm2. Furthermore, the as-prepared nanogenerator can be applied as a self-powered pressure sensor for sensing a water droplet (8 mg, 3.6 Pa in contact pressure) and a falling feather (20 mg, 0.4 Pa in contact pressure) with a low-end detection limit of 13 mPa.

Las fuentes de poder altamente eficientes, transparentes y flexibles son componentes importantes de la electrónica orgánica y de los dispositivos optoelectrónicos. En este trabajo, que se basa en el principio del generador triboeléctrico previamente demostrado, se muestra un nuevo nanogenerador de alta salida, flexible y transparente, por medio del uso de materiales poliméricos transparentes. Se han fabricado tres tipos de arreglos poliméricos uniformes y regulares (líneas, cubos y pirámides) para mejorar la eficiencia del nanogenerador. La potencia de generación del dispositivo hecho de pirámides supera por mucho la generación mostrada por películas sin estructura, y da un volaje de salida de hasta 18 V con una densidad de corriente de 0.13 μA/cm2. Es más, el nanogenerador, tal como se ha preparado, puede aplicarse como un sensor de presión autoalimentado, para detectar incluso un gota de agua (8 mg, 3.6 Pa en presión de contacto) y la caída de una pluma (20 mg, 0.4 Pa en presión de contacto) con un bajo límite final de detección de 13 mPa.

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