摩擦纳米发电机在自驱动智能交通系统的应用研究进展

 摩擦纳米发电机具有供电和高灵敏度传感的双重功能,能够在自驱动智能交通系统中发挥重要作用。综述了近年来摩擦纳米发电机在公路及铁路智能交通系统中的应用,包括车辆检测、尾气处理、振动能收集、风能收集等,分析了摩擦纳米发电机在智能交通系统应用过程中存在的挑战,展望了摩擦纳米发电机在材料、信息、电子、机械、交通等多学科交叉的发展趋势。     

摩擦纳米发电机研究可视化图谱分析

全球范围内能源与环境问题日益严峻,自从2012年摩擦纳米发电机（Triboelectric Nanogenerator）的概念被提出以来,作为一种清洁可再生的微纳新能源产生装置,成为众多研究人员关注的焦点。基于CiteSpace可视化分析软件,针对Web of Science数据库中检索到的1908篇摩擦纳米发电机研究领域论文从出版年、引用次数、发文期刊、机构、作者和关键词等角度进行图谱分析,总结摩擦纳米发电机领域国内外研究进展和热点并预测前沿趋势,为深入了解摩擦纳米发电机领域的研究现状提供借鉴和参考。     

摩擦纳米发电机基础研究和技术创新进展

摩擦纳米发电机（TENG）是一项新兴的实现机电能量转换的平台技术,在人工智能、物联网和高熵能源等多个领域都有巨大的应用潜力。近10年来,通过世界范围内的广泛努力,TENG的相关研究取得了长足的进步。综述了TENG在基础研究和技术创新2个方面的代表性进展;讨论了提高TENG输出性能的最新策略和方法;总结了TENG在不同领域的应用研究进展,并对TENG研究面临的挑战和机遇进行展望。     

薄膜介质表面电荷密度测量中探头边缘效应影响的消除

本文提出了二维的探头特性函数的概念,完成了用实验方法测取探头特性函数的工作。提出了利用探头特性函数,从表面电位的分布测量值中消除边缘效应影响的理论和方法,以提高探头对电荷面分布测量的分辨能力。对实验数据经用实测的探头特性函数和消除边缘效应的方法处理后所得的结果是令人满意的。     

基于摩擦纳米发电机的自供能发光地板系统

为保证物联网中承担着信息采集与传输等重要任务的传感器持续、稳定、免维护地工作,其中一种解决方案为收集广泛分布在环境中的振动机械能,构建自供能系统。而摩擦纳米发电机(TENG)作为机械能俘获技术之一,在收集低频无规则振动机械能方面具有更高的能量转换效率。因此,针对人行走时产生的振动机械能,设计并制作了硅胶半球支撑的接触分离式TENG。该TENG器件在1 Hz频率下的开路电压峰值为348 V,短路电流峰值为7.7μA,外接40 MΩ电阻时瞬时功率可达265μW,将它与树脂浇筑构建的硬质板面集成,则可实现自供能发光地板系统,能够在不同人流量的条件下正常工作。该发光地板可应用于人群密集的商场、步行街、游乐园等场所。     

碳纳米管表面电荷电分布及尖端电场研究

碳纳米管具有一些特殊的物理性质，其中潜藏着重要的技术价值。从理论上具体研究了金属型碳纳米管周围的电势分布、纳米管表面电荷分布及其尖端附近的电场强度等静电特性，结果显示长径比小的碳纳米管尖端处所集聚电荷密度的相对值大，而长径比大的碳纳米管尖端处所集聚电荷密度的绝对值大，并且碳纳米管的尖端电场强度有很大的加强。这对理论上进一步探索碳纳米管的场发射机制有积极意义。     

浅析表面粗糙度对摩擦的影响

本文从摩擦学角度，以粘着理论为依据，用数据统计方法，对零件加工表面结构的独立单体－微凸体的峰谷曲率半径的大小；沿高度支承面积的变化，以及接触变形过程中塑性指数的力学性质等进行了深入的分析，揭示了零件加工表面与技术性能、使用寿命、工作可靠性及成本有着密切的关系。     

粘性细颗粒泥沙的表面电荷特性研究进展

天然水体中的泥沙颗粒或多或少都带有一定量的电荷。颗粒表面的电荷特性,尤其是表面电荷分布,是研究泥沙颗粒与污染物相互作用以及泥沙颗粒间絮凝的重要方面之一。该文从泥沙颗粒的静电特性、动电特性和表面电荷分布3个方面,介绍了国内外学者的相关研究进展,并就当前所存在的问题和今后的研究方向给出了建议,为进一步揭示天然河流中相关现象的内在机理奠定了基础。     

导体面电荷分布与表面典率半径的关系

导体面电荷分布与表面典率半径的关系罗长薰，梁斌（陕西师范大学物理学系，西安７１００６２；西北电业职工大学，西安７１００５４；第一作者，男，６５岁，教授）在静电学中，孤立导体表面电荷分布与其表面曲率半径有关．通常研究孤立导体面电荷分布与表面曲率半径的关...     

改性聚四氟乙烯膜在油田含油污水中的表面ζ电位和电荷密度

对油田含油污水中不同孔径的改性聚四氟乙烯膜的流动电位进行了实验研究.根据Helmholtz-Smoluchowski方程算出改性聚四氟乙烯膜的微孔表面ζ电位,再根据Gouy-Chapmann方程,估算出膜表面的电荷密度.并对油田含油污水中悬浮颗粒的ζ电位进行了测定.结果表明:改性聚四氟乙烯膜表面带有负电荷,表面Zeta电位稳定在-20mV左右,而污水中悬浮颗粒ζ电位也为负值.由于膜表面电荷的作用,使膜具有更强的截留悬浮物颗粒及抗污染能力.     

一种求得纳滤膜荷电密度的快速方法

基于荷电纳滤膜中同离子浓度显著低于反离子浓度的特点,将Donnan-Steric Pore Model(DSPM)模型中的荷电密度近似表达为膜中反离子浓度与其化合价乘积,进而将其用于DSPM模型的简化,并通过与Spiegler-Kedem方程关联建立了纳滤膜荷电密度的计算方程.采用荷负电的NF270纳滤膜,实验研究了膜对NaCl溶液的截留特性,利用建立的荷电密度计算方程求得了NF270膜在NaCl浓度分别为2,8,21,50mol/m3时的荷电密度,并建立了该膜荷电密度与NaCl浓度间的关系式.将求得的荷电密度应用于DSPM模型,理论计算了膜对NaCl的截留性能,计算结果与实验结果相一致,表明所建立的荷电密度计算方程可作为一种求取纳滤膜荷电密度的快速方法.     

交流电路平行板电容器极板上电荷与电流的分布

应用麦克斯韦方程和边界条件，计算了交流电路中平行板电容器极板间的电磁场、极板电荷面密度和电流面密度的分布，并对结果进行了讨论     

孤立带电导体凹凸形尖端表面电荷与电场分布

从电荷分布的微观解释和导体表面电场的特性出发,对孤立带电导体凹凸形尖端处表面电荷与电场分布进行了定性分析;根据此带电导体的等势面与电力线正交的特性,给出了此带电导体尖端处的表面电荷与表面电场间的定量关系式,并进行了讨论.     

ZnO压敏陶瓷粉料预处理对坯体致密度的影响

研究了ZnO压敏陶瓷粉料预处理对坯体致密度的影响。结果表明：在湿法球磨中加入适量高分子表面活性剂PVA（1％～3％粉料质量），当球磨时间小于30h时，高分子表面活性剂PVA未起重要作用；当球磨时间大于30h时，高分子表面活性剂PVA不仅起助磨、防止颗粒团聚作用，而且使粉料颗粒形貌趋于近球形；当球磨40h时，施以单向180MPa的压力干压成型，得到致密度4．45g／cm^3的ZnO压敏陶瓷坯体。     

苯在Ru-Zn/Ru（0001）合金表面上的吸附——密度泛函研究

为了理解苯在Ru-Zn合金催化剂上的部分加氢催化机理,采用密度泛函方法对苯在Ru-Zn/Ru（0001）面上的吸附进行理论研究。计算结果表明,当苯的碳原子或者共轭双键直接位于表面Zn原子的atop位时,其吸附热较Ru（0001）面上的类似吸附状态下降约60%.Zn原子与苯环C原子之间的排斥作用导致苯环的成键轨道与表面Ru原子的价层轨道之间的空间对称性下降,从而不利于苯与合金表面的键合。当吸附位离开Zn原子时,邻近Zn原子对于苯的吸附基本没有影响。     

不耦合装药时孔壁压力的理论分析和求算

炮孔装药结构分为耦合装药和不耦合装药,后者因不耦合介质不同由可分多种不耦合装药形式,较常用的是空气不耦合装药和水不耦合装药。水不耦合装药,爆轰波冲击压缩水介质激起水中冲击波,由水将爆炸压力传递给岩石,孔壁冲击压力降低;而空气不耦合装药,爆轰产物则膨胀充满炮孔后再作用于孔壁,孔壁压力最小。且随着装药不耦合系数值增大,孔壁压力降低,空气不耦合装药时孔壁压力下降速率更快。     

两亲性分子在聚丙烯表面的包埋及亲水改性

以两亲性的硬脂醇聚氧化乙烯基醚(AEO)为改性剂,采用表面包埋改性的方法对聚丙烯(PP)表面进行亲水改性。通过接触角、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等分析方法,研究了表面溶胀、退溶胀、改性剂结构等因素对表面改性效果的影响。结果表明:经二甲苯(二甲苯在混合溶剂中的质量分数为80%)与环己酮混合溶剂溶胀处理,溶胀层位于PP表面的无定形区。以AEO-8为改性剂,采用真空干燥的退溶胀方式,改性表面的接触角低至20.6°。相分离及水取向作用能够促进改性剂的聚环氧乙烷(PEO)亲水段向包埋表面外层迁移,并赋予表面亲水性。