能够将机械能转化为电能的纳米发电机通常由金属氧化物和铅基钙钛矿制成。但是这些无机材料并不是生物相容的,所以创造天然生物相容的压电材料的竞赛就开始了,这些材料可以用来收集能量,电子传感,刺激神经和肌肉。
都柏林大学学院和德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员决定探索肽基纳米管,因为它们在电子设备和能源收集应用中是一个很有吸引力的选择。
在AIP出版的《应用物理学杂志》上,杏耀网站该小组报告了使用紫外线和臭氧暴露的组合来产生润湿性差异,以及一个应用场来在具有连锁电极的柔性基底上产生纳米管的水平定向极化。
“肽基材料的压电特性使它们在能量收集方面特别具有吸引力,因为压制或弯曲它们会产生电荷,”Sawsan Almohammed说,他是该研究的第一作者,也是都柏林大学学院的博士后研究员。
此外,对有机材料的需求也在增加,以取代那些有毒且难以制造的无机材料。
“肽基材料是有机的,容易制造,有很强的化学和物理稳定性,”她说。
在该小组的方法中,纳米管的物理排列是通过在柔性基板表面形成润湿性差异来实现的。这就产生了一种化学作用力,将肽纳米管溶液从排斥水的疏水区,以高接触角推向吸引水的亲水区,
杏耀代理 ,以低接触角吸引水。
研究人员不仅改善了电子管的排列(这对能量收集应用至关重要),还通过用氧化石墨烯制造复合结构提高了电子管的导电性。
“众所周知,当两种具有不同功函数的材料相互接触时,杏耀平台电荷会从低功函数流向高功函数,”Almohammed说。“我们工作的主要新奇之处在于,通过电场和润湿性辅助的自组装来控制纳米管的水平排列,从而改善了电流和电压输出,而通过加入氧化石墨烯进一步增强了这一点。”
该小组的工作将使有机材料,特别是肽基材料在电子设备、传感器和能量收集应用中得到更广泛的应用,因为肽纳米管的两个关键限制——排列和导电性——得到了改善。
“我们也在探索电荷转移过程如何从弯曲和电场应用可以增强基于拉曼光谱的分子检测,”Almohammed说。“我们希望这两种努力能够结合起来,创造出一种具有广泛应用的自能生物传感器,包括生物和环境监测、高反差成像和高效率发光二极管。”