基于納米發(fā)電機(jī)的自供能納米系統(tǒng).pdf

1、自供能納米系統(tǒng)是一種不需要外加電源，直接從環(huán)境中獲取能量并將其轉(zhuǎn)化為電能，供應(yīng)功能器件的能量消耗，實現(xiàn)特定的功能的納米系統(tǒng)。自供能納米系統(tǒng)在軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測、智能交通控制、人體健康監(jiān)測等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。由于納米發(fā)電機(jī)可以收集環(huán)境中的雜散機(jī)械能進(jìn)行發(fā)電，使用納米發(fā)電機(jī)作為電源是制作自供能納米系統(tǒng)的重要途徑。隨著納米發(fā)電機(jī)的發(fā)展，近幾年的研究中，人們制作了很多基于納米發(fā)電機(jī)的自供能納米系統(tǒng)，實現(xiàn)了對紫外光、生物分子、化學(xué)物質(zhì)等的檢

2、測，并通過儲能的方式實現(xiàn)了對信號的無線傳輸和定性的顯示。但是，在不依賴需要額外耗電的測量設(shè)備的情況下，使用自供能納米系統(tǒng)進(jìn)行實時定量檢測仍然有很大問題。本文圍繞這個問題從提供納米發(fā)電機(jī)的輸出性能和降低自供能納米系統(tǒng)的能耗兩個方面進(jìn)行了如下研究。
　　首先我們使用納米線定向法、傾斜微納結(jié)構(gòu)增強(qiáng)摩擦法和電荷注入法三種新的方法將納米發(fā)電機(jī)的開路電壓和短路電流分別提高到了之前的1.9、2.0、1.7倍和1.6、2.6、2.1倍。使納米發(fā)電

3、機(jī)在相同的環(huán)境下能夠產(chǎn)生更多的電能，從而可以驅(qū)動耗能量更大的功能器件。同時，通過對納米發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，制作出了對紫外敏感的摩擦納米發(fā)電機(jī)和具有生物相容性的可以無線驅(qū)動的壓電納米發(fā)電機(jī)。
　　隨后，我們使用高輸出的摩擦納米發(fā)電機(jī)作為電源，制作了一種可以用亮起的發(fā)光二極管的個數(shù)指示紫外等級的自供能紫外等級探測系統(tǒng)；使用對紫外敏感的摩擦納米發(fā)電機(jī)制作了一種可以利用紫外強(qiáng)度的自供能紫外強(qiáng)度探測系統(tǒng)；使用具有生物相容性的可以無線驅(qū)動的壓電