惊！北京工业大学石墨烯柔性纳米发电机影响机械和热能收集！一方面，具有高导电性的 rGO 纳米片可以形成内部电场网络，帮助压电陶瓷骨架实现人工极化，从而增强压电特性。另一方面，具有高导热性的 rGO 纳米片可以形成热传导网络，从而提高温度随时间的变化率，改善热释电特性。得益于 rGO 纳米片的耦合增强效应，Sm-PMN-PT/PDMS/rGO 压电复合材料实现了高效的并发机械能采集（约0.53 V）和热能采集（约0.151 V），在混合激励下 FHNG 的总输出电压高达 0.705 V，为高性能 FHNG 材料的开发提供了一个前景广阔的范例。
图 1.rGO组合压电陶瓷骨架设计策略示意图，用于构建具有混合发电能力的Sm-PMN-PT/PDMS/rGO压电复合材料。
图6.（a） Sm-PMN-PT/PDMS/rGO复合材料在无外界条件下人工极化后的示意图。不同条件下的工作机理：（b）压放模式下的压电效应，（c）加热-冷却模式下的热释电效应，（d）压缩加热和释放冷却模式下的压电-热释电耦合效应
综上所述，本文呢通过将rGO纳米片引入具有Sm-PMN-PT压电陶瓷骨架的PDMS基复合材料中，同时实现了机械能和热能的高效清除。rGO纳米片具有优异的导电性和导热性。rGO纳米片形成的内置电场可以辅助人工极化，实现高压电荷常数的获取。同时，rGO纳米片构建的传热网络可以提高体系的温度变化率，从而获得较高的热释电电流。Sm-PMN-PT/PDMS/rGO FHNG的总输出电压高达0.705 V，大约等于单压力（约0.53 V）和热梯度（约0.151 V）条件下产生的信号之和。总之，这项工作不仅获得了一种基于PDMS的高性能FHNG复合材料，更重要的是，所提出的rGO修饰的3-D压电陶瓷骨架的设计策略有望扩展到开发更多用于可穿戴电子产品的多功能复合材料。