【西安交通大學：接地式液滴發(fā)電機作為自驅(qū)動傳感器用于液體的監(jiān)測】

傳統(tǒng)單電極的固-液摩擦納米發(fā)電機由于界面效應的限制，其起電信號通常十分微弱。2020年《Nature》報道一種類晶體管式的液滴發(fā)電機（DEG），通過在介電層表面制備電極，顯著提升了固-液界面的起電信號，展現(xiàn)出其作為自驅(qū)動傳感器的應用前景。然而該液滴發(fā)電機表面電極需經(jīng)受液滴不斷的沖擊，而傳統(tǒng)的金屬電極通常都是親水的，且容易被腐蝕，會導致液滴殘留和輸出信號不穩(wěn)定。并且液滴發(fā)電機的連線方式需要進一步優(yōu)化以適應傳感器的實際需求。

近日，西安交通大學機械工程學院楊雷教授團隊報道了一種接地式的液滴發(fā)電機（EG-DEG），并開發(fā)了一種石墨烯納晶碳膜（GSEC）作為EG-DEG的電極，所開發(fā)的器件展現(xiàn)出優(yōu)異的輸出性能、疏水性和耐腐蝕性。進一步，設(shè)計了一種三電極EG-DEG模式作為自驅(qū)動傳感器應用于液滴在不同介電層表面滑動速率的監(jiān)測。并且還展示了將EG-DEG集成在管路系統(tǒng)中，用于管路流體流速的監(jiān)測。

作者開發(fā)了一種石墨烯納晶碳膜（GSEC）作為接地式液滴發(fā)電機（EG-DEG）的電極。EG-DEG展示出良好的疏水性、耐腐蝕性和電輸出性能。作者系統(tǒng)地研究了EG-DEG在不同參數(shù)下的輸出性能。EG-DEG可以在高離子濃度溶液和不同水質(zhì)下有效工作。此外，作者展示了EG-DEG作為自驅(qū)動傳感器的應用前景，設(shè)計了一種三電極EG-DEG的模式用于液滴滑動速率的監(jiān)測，并且將EG-DEG集成到管路中作為流體流速的監(jiān)測，開發(fā)了智能流速監(jiān)測系統(tǒng)用于摩擦發(fā)電信號和流速識別的可視化。

來源：傳感器專家網(wǎng)