纳米材料与分子纳米技术杂志

聚氨酯/锆钛酸铅复合材料传感与驱动应用的建模与实验验证

R. 法尔汉

本信提出了一种新模型，该模型将压电和电致伸缩行为结合起来，以最大限度地降低复合聚合物的极化功率。该模型的开发能够预测电致伸缩复合材料的能量收集能力。为了提高电致伸缩聚合物的介电常数，已经加入了 PZT 颗粒，以提高复合材料的转换效率。介电特性测试表明，与纯聚合物相比，介电常数增加了 4.5 倍。收集功率的实验测量验证了理论模型，并证明了两个数据之间的良好相关性。已经开发出一种等效电气方案，可以对这两种行为进行建模。在低频下，2% 应变下的收集功率密度在 33% 的 PZT 下可以达到 0.3μW/cm3，没有极化场。这种复合材料的能量收集器特性对于许多自供电应用（如无线传感器网络和物联网）具有巨大潜力。