發(fā)電效果改善的摩擦發(fā)電機(jī)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了發(fā)電效果改善的摩擦發(fā)電機(jī)及其制備方法。該方法包括：（1）在粘性材料薄膜至少一側(cè)表面涂覆納米顆粒，得到納米薄膜層；（2）制成摩擦發(fā)電機(jī)，其中，第一聚合物材料層，和/或第二聚合物材料層，和/或居間薄膜層由步驟（1）所得納米薄膜層構(gòu)成。本發(fā)明摩擦發(fā)電機(jī)能夠有效的降低粘性材料薄膜在與光滑表面摩擦?xí)r表現(xiàn)出的粘性，因而能夠?qū)崿F(xiàn)兩摩擦層快速分離，使摩擦發(fā)電機(jī)能夠持續(xù)穩(wěn)定的工作。
【專利說(shuō)明】發(fā)電效果改善的摩擦發(fā)電機(jī)及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及納米材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用納米材料的摩擦發(fā)電機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，能源問(wèn)題是影響人類進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展的重大課題之一。各種圍繞新能源 開發(fā)、可重復(fù)利用再生能源的研究正在世界各地如火如荼地進(jìn)行著。
[0003] 采用摩擦技術(shù)構(gòu)建的能量收集和轉(zhuǎn)換裝置，在自供電納米系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用。并 且，由于其具備環(huán)保、成本低、自驅(qū)動(dòng)等特性，受到了廣泛關(guān)注。隨著王中林教授研究組研發(fā) 的壓電摩擦發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能以來(lái)，以壓電和摩擦電為基礎(chǔ)的不同結(jié)構(gòu)和材料 的摩擦發(fā)電機(jī)相繼問(wèn)世。目前，摩擦發(fā)電機(jī)已能夠驅(qū)動(dòng)小型液晶顯示屏、低功率發(fā)光二極管 以及微型電子器件和模塊等。
[0004] 其中，柔性透明摩擦發(fā)電機(jī)一經(jīng)報(bào)道就引起了人們的廣泛關(guān)注。在該類摩擦發(fā)電 機(jī)的制作中，粘性材料薄膜例如聚二甲基硅氧烷（PDMS)或軟質(zhì)聚氯乙烯（PVC)是首選的性 能優(yōu)異材料之一。其中PDMS不但具有優(yōu)良的柔性，高透光率，同時(shí)還具有很好的生物相容 性，為該類摩擦發(fā)電機(jī)提供了廣泛的應(yīng)用空間。用于制作柔性透明摩擦發(fā)電機(jī)的PDMS在固 化成膜后具有很好的橡膠彈性和變形性，當(dāng)與另一光滑面接觸后會(huì)緊密吸附在該表面，同 時(shí)由于排盡了兩接觸面間的空氣，大氣壓強(qiáng)進(jìn)一步造成兩摩擦面難以分離，因而直接制作 的摩擦發(fā)電機(jī)難以有較好的輸出性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有柔性摩擦發(fā)電機(jī)輸出性能的缺陷，提供 了一種發(fā)電效果改善的摩擦發(fā)電機(jī)及其制備方法，可以明顯提高摩擦發(fā)電機(jī)的輸出性能。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的第一技術(shù)方案，一種摩擦發(fā)電機(jī)的制備方 法，該方法包括 ：
[0007] (1)在粘性材料薄膜至少一側(cè)表面涂覆納米顆粒，得到納米薄膜層；
[0008] (2)制成摩擦發(fā)電機(jī)，
[0009]所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一聚合物材料層，和第二電極層； 或者所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一聚合物材料層，第二聚合物材料層 和第二電極層；或者所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一聚合物材料層，居間 電極層，第二聚合物材料層和第二電極層；或者所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極 層，第一聚合物材料層，居間薄膜層，第二聚合物材料層和第二電極層；
[0010] 其中，第一聚合物材料層，和/或第二聚合物材料層，和/或居間薄膜層由步驟（1) 所得納米薄膜層構(gòu)成。
[0011] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，所述粘性材料薄膜所用材料是聚二甲基硅氧烷(PDMS)或軟質(zhì)PVC。
[0012]本發(fā)明所述軟質(zhì)PVC為增塑劑添加量大于25重量份的PVC，該軟質(zhì)PVC可以市購(gòu) 得到。
[0013] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，所述納米顆粒是非金屬納米顆?；蚪饘偌{米顆 粒。
[0014] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，所述納米顆粒是納米二氧化硅，納米二氧化鈦，納 米氧化鋅，納米三氧化二鐵，納米氧化鋁，納米碳酸鈣，納米硫酸鋇，納米鈦酸鋇，納米錫酸 鋇，納米聚苯胺，納米碳化娃，納米氮化娃，如下金屬的納米碳化物或納米氮化物：Cr、Ti、V、 Zr、Mo、W;納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或納米Au-Cu合金顆粒。
[0015] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，將納米顆粒的固體粉末涂覆在粘性材料薄膜的至 少一側(cè)表面上。
[0016] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，將納米顆粒分散在有機(jī)溶劑中，得到漿料，然后將 漿料涂覆在粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面上。
[0017] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，所述有機(jī)溶劑是乙醇，異丙醇，丙酮或正己烷。
[0018] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表 面涂覆 〇·Olg-O. 5g。
[0019] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表 面涂覆 〇.Olg-O.lg。
[0020] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法,所述納米顆粒粒徑為5nm-800nm。
[0021] 本發(fā)明提供的第二技術(shù)方案，一種摩擦發(fā)電機(jī)，包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一 聚合物材料層，和第二電極層，其中第一聚合物材料層所用材料是在粘性材料薄膜一側(cè)表 面涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層，所述納米薄膜層的涂覆納米顆粒的側(cè)表面相對(duì)第二電 極層設(shè)置。
[0022] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述粘性材料薄膜所用材料是聚二甲基硅氧烷（PDMS)或軟質(zhì) PVC。
[0023] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒是非金屬納米顆粒或金屬納米顆粒。
[0024] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒是納米二氧化硅，納米二氧化鈦，納米氧化鋅， 納米三氧化二鐵，納米氧化鋁，納米碳酸鈣，納米硫酸鋇，納米鈦酸鋇，納米錫酸鋇，納米聚 苯胺，納米碳化娃，納米氮化娃，如下金屬的納米碳化物或納米氮化物：Cr、Ti、V、Zr、Mo、W; 納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或納米Au-Cu合金顆粒。
[0025] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，將納米顆粒的固體粉末涂覆在粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面 上，得到納米薄膜層。
[0026] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，將納米顆粒分散在有機(jī)溶劑中，得到漿料，然后將漿料涂覆在 粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面上，得到納米薄膜層。
[0027] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆 0.Olg-O. 5g〇
[0028] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆 0.Olg-O.Ig0
[0029] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒粒徑為5nm-800nm。
[0030] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，第一電極層所用材料是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金 屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合 金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合 金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金；
[0031] 第二電極層所用材料是金屬或合金，其中金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、 鉻、錫、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金可以是錯(cuò)合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛 合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或 鉭合金。
[0032] 本發(fā)明提供的第三技術(shù)方案，一種摩擦發(fā)電機(jī)，包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一 聚合物材料層，第二聚合物材料層和第二電極層，其中，第一聚合物材料層和第二聚合物材 料層中的至少一層所用材料是在粘性材料薄膜一側(cè)表面涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層。
[0033]前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述粘性材料薄膜所用材料是聚二甲基硅氧烷（PDMS)或軟質(zhì)PVC。
[0034]前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒是非金屬納米顆?；蚪饘偌{米顆粒。
[0035]前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒是納米二氧化硅，納米二氧化鈦，納米氧化鋅， 納米三氧化二鐵，納米氧化鋁，納米碳酸鈣，納米硫酸鋇，納米鈦酸鋇，納米錫酸鋇，納米聚 苯胺，納米碳化娃，納米氮化娃，如下金屬的納米碳化物或納米氮化物：Cr、Ti、V、Zr、Mo、W; 納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或納米Au-Cu合金顆粒。
[0036]前述的摩擦發(fā)電機(jī)，將納米顆粒的固體粉末涂覆在粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面 上，得到納米薄膜層。
[0037]前述的摩擦發(fā)電機(jī)，將納米顆粒分散在有機(jī)溶劑中，得到漿料，然后將漿料涂覆在 粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面上，得到納米薄膜層。
[0038]前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆 0.Olg-O. 5g〇
[0039]前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆 0.Olg-O.Ig0
[0040]前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒粒徑為5nm-800nm。
[0041]前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述摩擦發(fā)電機(jī)進(jìn)一步包括居間電極層，所述居間電極層設(shè) 置在第一聚合物材料層和第二聚合物材料層之間。
[0042]前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述居間電極層為金屬、金屬氧化物、合金層，或圖形化金屬 線-高分子聚合物層疊體，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或 鑰;；合金是錯(cuò)合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合 金、鎘合金、鉍合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金，金屬氧化物為銦錫 氧化物。
[0043]本發(fā)明圖形化金屬線-高分子聚合物層疊體是在高分子聚合物層的一側(cè)表面上 通過(guò)熱壓、旋涂、刮涂或者絲網(wǎng)印刷金屬、金屬粉末或金屬漿料，形成圖形化金屬線，從而制 備得到的層疊體。金屬所用材料為金屬或合金，其中，金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、 鉻、硒、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金是錯(cuò)合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、 鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合 金。本發(fā)明金屬漿料包括粘合劑、金屬粉末、稀釋劑等。粘合劑和稀釋劑均為制成金屬漿料 的常規(guī)成分。這里的圖形化是能夠?qū)ǖ膱D形化，例如井字狀結(jié)構(gòu)、菱形狀結(jié)構(gòu)、Z字結(jié)構(gòu) 或叉指結(jié)構(gòu)。
[0044]前述的摩擦發(fā)電機(jī)，第一電極層和第二電極層所用材料是銦錫氧化物、石墨烯、銀 納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩； 合金是錯(cuò)合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、 鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0045]前述的摩擦發(fā)電機(jī)，當(dāng)?shù)谝痪酆衔锊牧蠈踊虻诙酆衔锊牧蠈硬徊捎眉{米薄膜層 時(shí)，其所用材料選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰 胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己 二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯 彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙 烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁 醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙 烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種。
[0046] 本發(fā)明提供的第四技術(shù)方案，一種摩擦發(fā)電機(jī)，包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一 聚合物材料層，居間薄膜層，第二聚合物材料層和第二電極層，其中，第一聚合物材料層和 居間薄膜層中的至少一層，和/或第二聚合物材料層和居間薄膜層中的至少一層所用材料 是粘性材料薄膜側(cè)表面涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層。
[0047] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述粘性材料薄膜所用材料是聚二甲基硅氧烷（PDMS)或軟質(zhì) PVC。
[0048] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒是非金屬納米顆粒或金屬納米顆粒。
[0049] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒是納米二氧化硅，納米二氧化鈦，納米氧化鋅， 納米三氧化二鐵，納米氧化鋁，納米碳酸鈣，納米硫酸鋇，納米鈦酸鋇，納米錫酸鋇，納米聚 苯胺，納米碳化娃，納米氮化娃，如下金屬的納米碳化物或納米氮化物：Cr、Ti、V、Zr、Mo、W; 納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或納米Au-Cu合金顆粒。
[0050] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，將納米顆粒的固體粉末涂覆在粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面 上，得到納米薄膜層。
[0051]前述的摩擦發(fā)電機(jī)，將納米顆粒分散在有機(jī)溶劑中，得到漿料，然后將漿料涂覆在 粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面上，得到納米薄膜層。
[0052] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆 0.Olg-O. 5g〇
[0053] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆 0.Olg-O.Ig0
[0054] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，所述納米顆粒粒徑為5nm-800nm。
[0055] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，第一電極層和第二電極層所用材料是銦錫氧化物、石墨烯、銀 納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩； 合金是錯(cuò)合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、 鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0056] 前述的摩擦發(fā)電機(jī)，當(dāng)?shù)谝痪酆衔锊牧蠈?，或居間薄膜層，或第二聚合物材料層不 采用納米薄膜層時(shí)，其所用材料選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基 纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素 乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生 海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖 維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄 膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天 然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種。
[0057] 本發(fā)明摩擦發(fā)電機(jī)采用在粘性材料薄膜(例如聚二甲基硅氧烷（PDMS))薄膜側(cè)表 面上涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層，能夠有效的降低粘性材料薄膜在與光滑表面摩擦?xí)r 表現(xiàn)出的粘性，因而能夠?qū)崿F(xiàn)兩摩擦層快速分離，使摩擦發(fā)電機(jī)能夠持續(xù)穩(wěn)定的工作。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0058] 圖1為本發(fā)明摩擦發(fā)電機(jī)一種【具體實(shí)施方式】的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0059] 圖2為本發(fā)明圖1摩擦發(fā)電機(jī)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0060] 圖3為本發(fā)明摩擦發(fā)電機(jī)另一種【具體實(shí)施方式】的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0061]圖4為本發(fā)明圖3摩擦發(fā)電機(jī)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0062] 圖5為本發(fā)明摩擦發(fā)電機(jī)另一種【具體實(shí)施方式】的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0063] 圖6為本發(fā)明圖5摩擦發(fā)電機(jī)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0064] 圖7為本發(fā)明摩擦發(fā)電機(jī)另一種【具體實(shí)施方式】的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0065] 圖8為本發(fā)明圖7摩擦發(fā)電機(jī)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0066] 為充分了解本發(fā)明之目的、特征及功效，借由下述具體的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做詳 細(xì)說(shuō)明。
[0067]本發(fā)明提供了一種摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，該方法包括：
[0068] (1)在粘性材料薄膜(優(yōu)選聚二甲基硅氧烷（PDMS)薄膜和軟質(zhì)聚氯乙烯（PVC))至 少一側(cè)表面涂覆納米顆粒，得到納米薄膜層。
[0069]所述納米顆粒是氧化物如納米二氧化硅，納米二氧化鈦，納米氧化鋅，納米三氧化 二鐵，納米氧化鋁等；無(wú)機(jī)鹽如納米碳酸鈣，納米硫酸鋇；復(fù)合金屬氧化物鈦酸鋇，錫酸鋇 等；有機(jī)納米粒子如聚苯胺；有機(jī)燃料納米粒子；碳化物或氮化物納米粒子如碳化娃，氮化 娃，Cr、Ti、V、Zr、Mo、W等金屬碳化物或氮化物；金屬或合金納米粒子如Au、Ag或Ag-Cu、 Au-Cu等。所述納米顆粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆0.Olg-O. 5g，優(yōu)選 0· 01-0.lg。所述納米顆粒粒徑為5nm_800nm。
[0070] 納米顆粒通過(guò)常規(guī)涂覆或噴涂的方法設(shè)置于粘性材料薄膜至少一側(cè)表面上。例如 將納米顆粒的固體粉末直接涂覆在粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面上?；蛘邔⒓{米顆粒分散 在有機(jī)溶劑(諸如乙醇，異丙醇，丙酮或正己烷）中。本發(fā)明對(duì)有機(jī)溶劑的用量沒(méi)有特殊要 求，納米顆粒能夠在有機(jī)溶劑中分散均勻即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要調(diào)節(jié)濃度配比， 得到適用的漿料，然后將漿料涂覆在粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面上。
[0071] 本發(fā)明粘性材料薄膜可以是聚二甲基硅氧烷，聚二甲基硅氧烷為常規(guī)市售材料， CH3 其結(jié)構(gòu)為一PSi--Hit? CHS ο
[0072] 本發(fā)明粘性材料薄膜可以是軟質(zhì)PVC。本發(fā)明所述軟質(zhì)PVC為增塑劑添加量大于 25重量份的PVC，該軟質(zhì)PVC可以市購(gòu)得到。
[0073] (2)制成摩擦發(fā)電機(jī)
[0074] 所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一聚合物材料層，和第二電極層， 其中，第一聚合物材料層由步驟（1)所得納米薄膜層構(gòu)成。
[0075] 或者，所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一聚合物材料層，第二聚合 物材料層和第二電極層，其中，第一聚合物材料層，和/或第二聚合物材料層由步驟（1)所 得納米薄膜層構(gòu)成。
[0076] 或者，所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一聚合物材料層，居間電極 層，第二聚合物材料層和第二電極層，其中，第一聚合物材料層，和/或第二聚合物材料層 由步驟（1)所得納米薄膜層構(gòu)成。
[0077] 或者所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一聚合物材料層，居間薄膜 層，第二聚合物材料層和第二電極層，其中，第一聚合物材料層和/或居間薄膜層中的至少 一層，和/或第二聚合物材料層和/或居間薄膜層由步驟（1)所得納米薄膜層構(gòu)成。
[0078] 下面詳細(xì)說(shuō)明應(yīng)用納米薄膜層的摩擦發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)。
[0079] 圖1和2所示是本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】的摩擦發(fā)電機(jī)1。該摩擦發(fā)電機(jī)1包括 層疊設(shè)置的第一電極層11，第一聚合物材料層12,和第二電極層13。其中，第一聚合物材料 層12所用材料是上述的在粘性材料薄膜(優(yōu)選聚二甲基硅氧烷（PDMS)薄膜)一側(cè)表面涂覆 納米顆粒得到的納米薄膜層，其厚度為100μm-500μm。
[0080] 該實(shí)施方式中，第一電極層11對(duì)所用材料沒(méi)有特殊規(guī)定，能夠形成導(dǎo)電層的材料 都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金 屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合金、鈦合金、鎂合金、 鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、 鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0081] 該實(shí)施方式中，第二電極層13所用材料可以是金屬或合金，其中金屬可以是金、 銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金可以是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹 合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴 合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。第二電極層13的厚度優(yōu)選100μm-500μm，更優(yōu)選200μm。
[0082] 當(dāng)本發(fā)明該實(shí)施方式的摩擦發(fā)電機(jī)的各層向下彎曲時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)中的第一聚合 物材料層12與第二電極層13表面相互摩擦產(chǎn)生靜電荷，靜電荷的產(chǎn)生會(huì)使第一聚合物材 料層12與第二電極層13之間的電容發(fā)生改變，從而導(dǎo)致第一聚合物材料層12與第二電極 層13之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一聚合物材料層12與第二電極層13之間電勢(shì)差的存在，自 由電子將通過(guò)外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)本 發(fā)明的摩擦發(fā)電機(jī)的各層恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一聚合物材料層12與第二電 極層13之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一聚合物材料層12與第二電極層13之間將再 次產(chǎn)生反向的電勢(shì)差，則自由電子通過(guò)外電路形成反向電流。通過(guò)反復(fù)摩擦和恢復(fù)，就可以 在外電路中形成周期性的交流電信號(hào)。本發(fā)明該實(shí)施方式中，采用在粘性材料薄膜側(cè)表面 上涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層作為第一聚合物材料層12,有效降低了粘性材料薄膜在 與光滑表面摩擦?xí)r表現(xiàn)出的粘性，因而能夠?qū)崿F(xiàn)兩摩擦層快速分離，使摩擦發(fā)電機(jī)能夠持 續(xù)穩(wěn)定的工作。
[0083] 圖3和4所示是本發(fā)明另一種【具體實(shí)施方式】的摩擦發(fā)電機(jī)2。該摩擦發(fā)電機(jī)2包 括層疊設(shè)置的第一電極層21，第一聚合物材料層22,第二聚合物材料層23和第二電極層 24,其中，第一聚合物材料層22和第二聚合物材料層23中的至少一層所用材料是上述的在 粘性材料薄膜(優(yōu)選聚二甲基硅氧烷（PDMS)薄膜）一側(cè)表面涂覆納米顆粒得到的納米薄膜 層，其厚度為1〇〇μπι-500μπι。
[0084] 在該實(shí)施方式中，第一電極層21和第二電極層24對(duì)所用材料沒(méi)有特殊規(guī)定，能夠 形成導(dǎo)電層的材料都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、 金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合 金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合 金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0085] 第一聚合物材料層22和第二聚合物材料層23中的至少一層所用材料是上述納 米薄膜層。當(dāng)?shù)谝痪酆衔锊牧蠈?2或第二聚合物材料層23不采用納米薄膜層時(shí)，其所用 材料選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三 聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二 醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄 膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯 薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲 醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、 丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種。此時(shí)，第一聚合物材料層22或第二聚合物材料層 23 厚度是 100μm-500μm。
[0086] 當(dāng)本發(fā)明該實(shí)施方式的摩擦發(fā)電機(jī)的各層向下彎曲時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)中的第一聚合 物材料層22與第二聚合物材料層23表面相互摩擦產(chǎn)生靜電荷，靜電荷的產(chǎn)生會(huì)使第一聚 合物材料層22與第二聚合物材料層23之間的電容發(fā)生改變，從而導(dǎo)致第一電極層21和第 二電極層24之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一電極層21和第二電極層24之間電勢(shì)差的存在，自 由電子將通過(guò)外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)本 發(fā)明的摩擦發(fā)電機(jī)的各層恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層21和第二電極層24 之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一電極層21和第二電極層24之間將再次產(chǎn)生反向的 電勢(shì)差，則自由電子通過(guò)外電路形成反向電流。通過(guò)反復(fù)摩擦和恢復(fù)，就可以在外電路中形 成周期性的交流電信號(hào)。本發(fā)明該實(shí)施方式中，采用在粘性材料薄膜側(cè)表面上涂覆納米顆 粒得到的納米薄膜層作為第一聚合物材料層22和/或第二聚合物材料層23,有效降低了粘 性材料薄膜在與光滑表面摩擦?xí)r表現(xiàn)出的粘性，因而能夠?qū)崿F(xiàn)兩摩擦層快速分離，使摩擦 發(fā)電機(jī)能夠持續(xù)穩(wěn)定的工作。
[0087]圖5和6所示是本發(fā)明又一種【具體實(shí)施方式】的摩擦發(fā)電機(jī)3。該摩擦發(fā)電機(jī)3包 括第一電極層31，第一聚合物材料層32,居間薄膜層33,第二聚合物材料層34和第二電極 層35,其中，第一聚合物材料層32和居間薄膜層33中的至少一層，和/或第二聚合物材料 層34和居間薄膜層33中的至少一層所用材料是上述的在粘性材料薄膜(優(yōu)選聚二甲基硅 氧烷（PDMS)薄膜）一側(cè)表面涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層，其厚度為100μm-500μm。
[0088] 在該實(shí)施方式中，第一電極層31和第二電極層35對(duì)所用材料沒(méi)有特殊規(guī)定，能夠 形成導(dǎo)電層的材料都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、 金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合 金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合 金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0089] 第一聚合物材料層32和居間薄膜層33中的至少一層，和/或第二聚合物材料層 34和居間薄膜層33中的至少一層所用材料是納米薄膜層。當(dāng)?shù)谝痪酆衔锊牧蠈?2,或居間 薄膜層33,或第二聚合物材料層34不采用納米薄膜層時(shí)，其所用材料選自聚酰亞胺薄膜、 苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二 醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸 二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄 膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異 丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁 橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄 膜中的任意一種。此時(shí)，第一聚合物材料層32,或居間薄膜層33,或第二聚合物材料層34 厚度是 100l·1m_500μm。
[0090] 當(dāng)本發(fā)明該實(shí)施方式的摩擦發(fā)電機(jī)的各層向下彎曲時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)中的第一聚合 物材料層32與居間薄膜層33表面，和/或第二聚合物材料層34與居間薄膜層33表面相互 摩擦產(chǎn)生靜電荷，靜電荷的產(chǎn)生會(huì)使第一電極層31和第二電極層35之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由 于第一電極層31和第二電極層35之間電勢(shì)差的存在，自由電子將通過(guò)外電路由電勢(shì)低的 一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)本發(fā)明的摩擦發(fā)電機(jī)的各層恢復(fù)到 原來(lái)狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層31和第二電極層35之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的 第一電極層31和第二電極層35之間將再次產(chǎn)生反向的電勢(shì)差，則自由電子通過(guò)外電路形 成反向電流。通過(guò)反復(fù)摩擦和恢復(fù)，就可以在外電路中形成周期性的交流電信號(hào)。本發(fā)明 該實(shí)施方式中，采用在粘性材料薄膜側(cè)表面上涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層作為第一聚 合物材料層32,和/或居間薄膜層33,和/或第二聚合物材料層34,有效降低了粘性材料薄 膜在與光滑表面摩擦?xí)r表現(xiàn)出的粘性，因而能夠?qū)崿F(xiàn)兩摩擦層快速分離，使摩擦發(fā)電機(jī)能 夠持續(xù)穩(wěn)定的工作。
[0091] 圖7和8所示是本發(fā)明又一種【具體實(shí)施方式】的摩擦發(fā)電機(jī)4。該摩擦發(fā)電機(jī)4包 括第一電極層41，第一聚合物材料層42,居間電極層43,第二聚合物材料層44和第二電極 層45,其中，第一聚合物材料層42和第二聚合物材料層44中的至少一層所用材料是上述的 在粘性材料薄膜(優(yōu)選聚二甲基硅氧烷（PDMS)薄膜）一側(cè)表面涂覆納米顆粒得到的納米薄 膜層，其厚度為100μm-500μm。
[0092] 在該實(shí)施方式中，第一電極層41和第二電極層45對(duì)所用材料沒(méi)有特殊規(guī)定，能夠 形成導(dǎo)電層的材料都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、 金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合 金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合 金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
[0093]所述居間電極層43為金屬、金屬氧化物、合金層，或圖形化金屬線-高分子聚合物 層疊體，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合金、 鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、 銦合金、鎵合金、鎢合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金，金屬氧化物為銦錫氧化物。
[0094]本發(fā)明圖形化金屬線-高分子聚合物層疊體是在高分子聚合物層的一側(cè)表面上 通過(guò)熱壓、旋涂、刮涂或者絲網(wǎng)印刷金屬、金屬粉末或金屬漿料，形成圖形化金屬線，從而制 備得到的層疊體。金屬所用材料為金屬或合金，其中，金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、 鉻、硒、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金是錯(cuò)合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、 鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合 金。本發(fā)明金屬漿料包括粘合劑、金屬粉末、稀釋劑等。粘合劑和稀釋劑均為制成金屬漿料 的常規(guī)成分。這里的圖形化是能夠?qū)ǖ膱D形化，例如井字狀結(jié)構(gòu)、菱形狀結(jié)構(gòu)、Z字結(jié)構(gòu) 或叉指結(jié)構(gòu)。
[0095] 第一聚合物材料層42和第二聚合物材料層44中的至少一層所用材料是上述納 米薄膜層。當(dāng)?shù)谝痪酆衔锊牧蠈?2或第二聚合物材料層44不采用納米薄膜層時(shí)，其所用 材料選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三 聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二 醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄 膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯 薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲 醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、 丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一種。此時(shí)，第一聚合物材料層42或第二聚合物材料層 44 厚度是 100μm-500μm。
[0096] 當(dāng)本發(fā)明該實(shí)施方式的摩擦發(fā)電機(jī)的各層向下彎曲時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)中的第一聚合 物材料層42、第二聚合物材料層44分別與居間電極層43表面相互摩擦產(chǎn)生靜電荷，從而導(dǎo) 致第一電極層41和居間電極層43之間，以及居間電極層43和第二電極層45之間出現(xiàn)電勢(shì) 差。由于第一電極層41和居間電極層43之間，以及居間電極層43和第二電極層45之間 電勢(shì)差的存在，自由電子將通過(guò)外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路 中形成電流。當(dāng)本發(fā)明的摩擦發(fā)電機(jī)的各層恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層41 和居間電極層43之間，以及居間電極層43和第二電極層45之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平 衡的第一電極層41和居間電極層43之間，以及居間電極層43和第二電極層45之間將再 次產(chǎn)生反向的電勢(shì)差，則自由電子通過(guò)外電路形成反向電流。通過(guò)反復(fù)摩擦和恢復(fù)，就可以 在外電路中形成周期性的交流電信號(hào)。本發(fā)明該實(shí)施方式中，采用在粘性材料薄膜側(cè)表面 上涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層作為第一聚合物材料層42和/或第二聚合物材料層44， 有效降低了粘性材料薄膜在與光滑表面摩擦?xí)r表現(xiàn)出的粘性，因而能夠?qū)崿F(xiàn)兩摩擦層快速 分離，使摩擦發(fā)電機(jī)能夠持續(xù)穩(wěn)定的工作。
[0097] 下面通過(guò)具體的實(shí)施例來(lái)闡述本發(fā)明的方法的實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的 是，這不應(yīng)被理解為對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求范圍的限制。
[0098] 實(shí)施例
[0099] 實(shí)施例中所用原料如下：
[0100] 表 1
[0101]
[0102] 實(shí)施例1

【權(quán)利要求】
1. 一種摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，該方法包括： (1) 在粘性材料薄膜至少一側(cè)表面涂覆納米顆粒，得到納米薄膜層； (2) 制成摩擦發(fā)電機(jī)， 所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一聚合物材料層，和第二電極層；或者 所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一聚合物材料層，第二聚合物材料層和第 二電極層；或者所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一聚合物材料層，居間電極 層，第二聚合物材料層和第二電極層；或者所述摩擦發(fā)電機(jī)包括層疊設(shè)置的第一電極層，第 一聚合物材料層，居間薄膜層，第二聚合物材料層和第二電極層； 其中，第一聚合物材料層，和/或第二聚合物材料層，和/或居間薄膜層由步驟（1)所 得納米薄膜層構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，所述粘性材料薄膜所 用材料是聚二甲基硅氧烷或軟質(zhì)聚氯乙烯。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，所述納米顆粒是非 金屬納米顆?；蚪饘偌{米顆粒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，所述納米顆粒是納米 二氧化娃，納米二氧化鈦，納米氧化鋅，納米三氧化二鐵，納米氧化錯(cuò)，納米碳酸興，納米硫 酸鋇，納米鈦酸鋇，納米錫酸鋇，納米聚苯胺，納米碳化娃，納米氮化娃，如下金屬的納米碳 化物或納米氮化物：Cr、Ti、V、Zr、Mo、W ;納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或 納米Au-Cu合金顆粒。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，將納米顆粒的固體 粉末涂覆在粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，將納米顆粒分散在 有機(jī)溶劑中，得到漿料，然后將漿料涂覆在粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑是乙醇， 異丙醇，丙酮或正己烷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3-7任一項(xiàng)所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，所述納米顆 粒的涂覆量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆〇. 〇lg-〇. 5g。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，所述納米顆粒的涂覆 量為每平米粘性材料薄膜表面涂覆〇. 〇lg-〇. lg。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，所述納米顆粒粒 徑為 5nm-800nm。
11. 一種摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一聚合物材料層，和 第二電極層，其中第一聚合物材料層所用材料是在粘性材料薄膜一側(cè)表面涂覆納米顆粒得 到的納米薄膜層，所述納米薄膜層的涂覆納米顆粒的側(cè)表面相對(duì)第二電極層設(shè)置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述粘性材料薄膜所用材料是 聚二甲基硅氧烷或軟質(zhì)聚氯乙烯。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒是非金屬納 米顆?；蚪饘偌{米顆粒。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒是納米二氧化硅， 納米二氧化鈦，納米氧化鋅，納米三氧化二鐵，納米氧化錯(cuò)，納米碳酸興，納米硫酸鋇，納米 鈦酸鋇，納米錫酸鋇，納米聚苯胺，納米碳化娃，納米氮化娃，如下金屬的納米碳化物或納米 氮化物：Cr、Ti、V、Zr、Mo、W ;納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或納米Au-Cu 合金顆粒。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11-14任一項(xiàng)所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，將納米顆 粒的固體粉末涂覆在粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面上，得到納米薄膜層。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11-14任一項(xiàng)所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，將納米顆 粒分散在有機(jī)溶劑中，得到漿料，然后將漿料涂覆在粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面上，得到 納米薄膜層。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒的涂覆量為 每平米粘性材料薄膜表面涂覆〇. 〇lg-〇. 5g。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒的涂覆量為 每平米粘性材料薄膜表面涂覆0. 01g-0. lg。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒粒徑為 5nm-800nm〇
20. 根據(jù)權(quán)利要求11-19任一項(xiàng)所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，第一電極層所用材料 是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、 鉻、錫、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金是錯(cuò)合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、 鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合 金； 第二電極層所用材料是金屬或合金，其中金屬可以是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、 錫、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金可以是錯(cuò)合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合 金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭 合金。
21. -種摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一聚合物材料層，第 二聚合物材料層和第二電極層，其中，第一聚合物材料層和第二聚合物材料層中的至少一 層所用材料是在粘性材料薄膜一側(cè)表面涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述粘性材料薄膜所用材料是 聚二甲基硅氧烷或軟質(zhì)聚氯乙烯。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒是非金屬納 米顆?；蚪饘偌{米顆粒。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒是納米二氧化硅， 納米二氧化鈦，納米氧化鋅，納米三氧化二鐵，納米氧化錯(cuò)，納米碳酸興，納米硫酸鋇，鈦酸 鋇，錫酸鋇，聚苯胺，碳化娃，氮化娃，如下金屬的納米碳化物或納米氮化物：Cr、Ti、V、Zr、 Mo、W ;納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或納米Au-Cu合金顆粒。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21-24任一項(xiàng)所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，將納米顆 粒的固體粉末涂覆在粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面上，得到納米薄膜層。
26. 根據(jù)權(quán)利要求21-24任一項(xiàng)所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，將納米顆 粒分散在有機(jī)溶劑中，得到漿料，然后將漿料涂覆在粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面上，得到 納米薄膜層。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒的涂覆量為 每平米粘性材料薄膜表面涂覆〇. 〇lg-〇. 5g。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒的涂覆量為每平 米粘性材料薄膜表面涂覆〇. 〇lg-〇. lg。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27或28所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒粒徑為 5nm-800nm〇
30. 根據(jù)權(quán)利要求21-29任一項(xiàng)所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述摩擦發(fā)電機(jī)進(jìn)一 步包括居間電極層，所述居間電極層設(shè)置在第一聚合物材料層和第二聚合物材料層之間。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述居間電極層為金屬、金屬 氧化物、合金層，或圖形化金屬線-高分子聚合物層疊體，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、 銅、鈦、鉻、錫、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金是錯(cuò)合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、 猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金 或鉭合金，金屬氧化物為銦錫氧化物。
32. 根據(jù)權(quán)利要求21-31任一項(xiàng)所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，第一電極層和第二電 極層所用材料是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、 鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或1凡；合金是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅 合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀 合金或鉭合金。
33. 根據(jù)權(quán)利要求21-32任一項(xiàng)所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，當(dāng)?shù)谝痪酆衔锊牧?層或第二聚合物材料層不采用納米薄膜層時(shí)，其所用材料選自聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹 脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯 薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄 膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁 二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚異丁烯薄膜、聚 對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁 二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚物薄膜中的任意一 種。
34. -種摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括層疊設(shè)置的第一電極層，第一聚合物材料層，居 間薄膜層，第二聚合物材料層和第二電極層，其中，第一聚合物材料層和居間薄膜層中的至 少一層，和/或第二聚合物材料層和居間薄膜層中的至少一層所用材料是粘性材料薄膜側(cè) 表面涂覆納米顆粒得到的納米薄膜層。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述粘性材料薄膜所用材料是 聚二甲基硅氧烷或軟質(zhì)聚氯乙烯。
36. 根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒是非金屬納 米顆?；蚪饘偌{米顆粒。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒是納米二氧化硅， 納米二氧化鈦，納米氧化鋅，納米三氧化二鐵，納米氧化錯(cuò)，納米碳酸興，納米硫酸鋇，鈦酸 鋇，錫酸鋇，聚苯胺，碳化娃，氮化娃，如下金屬的納米碳化物或納米氮化物：Cr、Ti、V、Zr、 Mo、W ;納米金顆粒，納米銀顆粒，納米Ag-Cu合金顆粒，或納米Au-Cu合金顆粒。
38. 根據(jù)權(quán)利要求34-37任一項(xiàng)所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，將納米顆 粒的固體粉末涂覆在粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面上，得到納米薄膜層。
39. 根據(jù)權(quán)利要求34-37任一項(xiàng)所述的摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，其特征在于，將納米顆 粒分散在有機(jī)溶劑中，得到漿料，然后將漿料涂覆在粘性材料薄膜的至少一側(cè)表面上，得到 納米薄膜層。
40. 根據(jù)權(quán)利要求38或39所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒的涂覆量為 每平米粘性材料薄膜表面涂覆〇. 〇lg-〇. 5g。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒的涂覆量為每平 米粘性材料薄膜表面涂覆〇. 〇lg-〇. lg。
42. 根據(jù)權(quán)利要求40或41所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述納米顆粒粒徑為 5nm-800nm〇
43. 根據(jù)權(quán)利要求34-42任一項(xiàng)所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，第一電極層和第二電 極層所用材料是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、 鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或1凡；合金是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅 合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀 合金或鉭合金。
44. 根據(jù)權(quán)利要求34-43任一項(xiàng)所述的摩擦發(fā)電機(jī)，其特征在于，當(dāng)?shù)谝痪酆衔锊牧?層，或居間薄膜層，或第二聚合物材料層不采用納米薄膜層時(shí)，其所用材料選自聚酰亞胺薄 膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚 乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、纖維素乙酸酯薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二 甲酸二烯丙酯薄膜、纖維素海綿薄膜、再生海綿薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚 物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、人造纖維薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、 聚異丁烯薄膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚縮聚物薄膜、 氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯共聚 物薄膜中的任意一種。
【文檔編號(hào)】H02N1/04GK104426414SQ201310372569
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】孫利佳, 丁超, 王竹, 趙豪 申請(qǐng)人:納米新能源（唐山）有限責(zé)任公司