[发明专利]一种高性能压电纳米发电机及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能压电纳米发电机的制备方法，步骤包括：

S1、制备气凝胶：采用超声、加热或搅拌的方式使生物质材料溶解于溶剂中，采用超声、加热或搅拌的方式使压电材料分散于溶剂中，再将二者混合得到凝胶，将凝胶干燥后获得气凝胶；所述溶剂能够溶解所述生物质材料且不溶解所述压电材料；

S2、获取薄膜：加热加压使步骤S1所得气凝胶压成薄膜，并使压电材料产生极化；

S3、急速降温：将步骤S2所得薄膜放入液氮中骤然冷却使压电材料进一步极化；

S4、薄膜处理：用溶剂将步骤S3所得薄膜中的生物质材料洗掉，并进行干燥，得到多孔结构薄膜；

S5、旋转涂膜：在步骤S4所得多孔结构薄膜的两面分别旋涂PDMS，得三层薄膜；

S6、获取压电纳米发电机：在步骤S5所得三层薄膜两面粘贴电极，然后高压激活使压电材料完全极化，得到压电纳米发电机；

步骤S1中，所述干燥方法包括：超临界干燥、或迅速冷冻后放入冷冻干燥机进行冷冻干燥；

步骤S1中，所述生物质材料包括：纤维素、木质素、半纤维素或壳聚糖中的一种；所述压电材料包括：pvdf、三氟乙烯、或pvdf单体与三氟乙烯单体的混合物中的一种；

所述加热温度比压电材料的结晶熔点高10-50℃，所述加压为压力1-10MPa，且保温保压10-30min；

步骤S2中，加热加压使气凝胶压成厚度0.9-1.1mm的薄膜；

步骤S5中，旋涂的PDMS薄膜单层厚度为0.08-0.12mm；

步骤S6中，所述激活电压为使薄膜刚好不被击穿的电压。

2.如权利要求1所述的高性能压电纳米发电机的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述迅速冷冻方法包括：将凝胶置于干冰-乙醇浴中使其迅速冷冻。

3.权利要求1-2任一项权利要求所述制备方法制备得到的高性能压电纳米发电机，其特征在于：包括多孔结构薄膜，所述多孔结构薄膜表面依次设置有PDMS薄膜、电极；所述多孔结构薄膜的表面及内部均有孔隙结构；

所述PDMS薄膜将所述多孔结构薄膜表面的孔隙封住并形成鼓膜结构。