科学家用摩擦效应实现高效能声音发电
近日,在中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士的领导下,由博士杨进、陈俊等组成的研究小组首次实现了利用摩擦效应的高效能声音发电。相关研究日前发表于《ACS纳米》。 声波无处不在,若能将声能加以收集并利用,将能够获得一种崭新的、可持续的能量源。然而,目前用于收集声能的压电和静电效应技术,存在能量转换效率低、结构复杂和对材料品质要求高等缺点,并且大多数器件的工作频率较高,而日常生活中使用的声源则主要包括低频成分,从而使得现有技术和器件未得到真正应用。 为此,研究人员将镀有金属电极的聚四氟乙烯膜(Teflon)和具有孔洞结构的金属电极膜贴合在一起,构成摩擦电纳米发电机,然后将其用于声转换敏感单元。 研究人员介绍,聚四氟乙烯膜轻薄且具有弹性,能够在实现对环境声压变化敏感响应的同时,与金属电极膜产生不同程度的分离与接触摩擦,造成表面摩擦电荷与感应电荷之间的平衡关系发生变化,从而驱动电子通过外电路发生转移,即形成......阅读全文
量子摩擦研究获进展
摩擦本质和作用机制是摩擦学的基本科学问题。数百年来,科学家对这一问题展开了不懈探索,先后提出Amontons-Coulomb定律、分子-机械学说、粘着摩擦理论等学说,奠定了经典摩擦学的理论基础。随着纳米力学技术、低维材料及量子材料体系发展,摩擦研究逐渐从宏观尺度拓展至声子、电子尺度。近期,中国科学院
BOPP薄膜摩擦系数研究
BOPP薄膜由于具有高透明度和光泽感,材料无毒、分子结构稳定,对气味及水分有一定的阻隔功能,因此是产品包装的理想材料。 生产BOPP薄膜技术含量高,是一项很复杂的工作,而合理控制好摩擦系数及与之相关的物理、机械性能,是保证薄膜包装运行的关键。随着我国包装工业的迅速发展,包装机器运行速度和自
软轴扭矩摩擦的研究分析
软轴是近些年较为新型的传动件中的一种,目前已经在摩托车、汽车、可移动式机械工具、飞行器等装置或系统上得到了比较广泛的应用,未来还可以推广到各类其他的机械结构中。钢丝绕线式软轴,其内部的芯轴与软管之间的摩擦对软轴的传动效率、工作精度,运行稳定性及使用寿命方面影响较大,对软轴摩擦力的研究越来越凸显其重要
摩擦界面起电行为动态监测研究获进展
固-液界面的摩擦起电行为是表界面的重要性质之一,与界面摩擦与润滑状态、双电层的形成、能量耗散过程等相关,但内在工作机制存在较多未解之谜。实现原位动态监测是揭示其界面起电行为的重要技术手段之一。中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室研究员王道爱团队,在固-液界面摩擦电机理与监测研究方面
摩擦起电诱导电致发光研究获进展
近日,河北大学物理科学与技术学院科研团队在摩擦起电诱导电致发光研究方面取得新进展,相关成果先后在《先进科学》和《纳米能源》发表。 摩擦起电诱导电致发光是一种新型的发光材料,它依赖于摩擦起电和电致发光耦合,通过极其柔和的机械作用将动态运动转换为发光信号。与传统力致发光相比,摩擦起电诱导电致发光以其
摩擦摩擦,用衣服给手机充电不是梦
如果能用身上穿的衣物给手机充电,那该多好。但现在的方法无法就是在外套的背部放置太阳能电池板等“伪高科技”。在鞋子中放置动能回收设备来回收能量似乎是个不错的想法,不过现在又有了新型的面料,它能挖掘出了我们人类通常不会喜欢的一种新的能量来源——静电。 这种新型面料是由韩国成均馆大学(Sungkyu
兰州化物所摩擦起电功能材料研究获系列进展
原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/10/510403.shtm界面的摩擦起电性质与其所处环境密切相关,通常高湿度的大气会加速摩擦起电过程中静电荷的传输和耗散,大大降低摩擦纳米发电机等器件在能源收集与自供电传感检测等领域的应用。另外,环境湿度对界
自恢复摩擦/力致发光研究获新进展
摩擦/力致发光材料能将机械力学信号直接转化成光信号,在结构健康监测、生物力学传感、人工智能、人机交互等领域具有重要的应用价值。然而,现有摩擦/力致发光材料普遍存在难以自恢复、重复性差以及易受环境干扰等问题,严重限制了其实际应用。中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料重点实验室王赵锋研究员团队长期从事摩
兰州化物所摩擦起电功能材料研究获系列进展
界面的摩擦起电性质与其所处环境密切相关,通常高湿度的大气会加速摩擦起电过程中静电荷的传输和耗散,大大降低摩擦纳米发电机等器件在能源收集与自供电传感检测等领域的应用。另外,环境湿度对界面摩擦电荷的产生、传输和静电积累的影响机制尚不清晰。如何通过材料选择与设计实现高湿环境下器件的高性能输出与稳定运行
球磨机钢球介质冲击摩擦行为研究中耐研磨
球磨机正常运转时,球磨机钢球被提升到某一高度后抛落,以一定的速度对物料产 生冲击而粉碎物料,同时也对磨球和衬板自身产生冲击而造成磨球和衬板的破损 开裂。在球磨机中,磨球的抛落冲击作用对粉碎物料来说是必须的,但同样会对衬板自身造成损伤,这种损伤不断的积累最终可能导致衬板的剥落掉块、磨损变 形、破裂
石墨烯摩擦表界面结构演变研究中获进展
石墨烯具有二维薄层结构,是一种具有潜力的新型润滑材料。近年来的研究表明,具有原子厚度的石墨烯在微观接触尺度下具有超滑特性,在宏观接触方式下展现出摩擦学特性,但是均依赖于理想的石墨烯表界面结构。因此,实现石墨烯摩擦表界面结构的调控对于获得优异的摩擦学性能、推动其实际应用具有重要意义。 近日,中国
兰州化物所摩擦界面起电行为动态监测研究获进展
固-液界面的摩擦起电行为是表界面的重要性质之一,与界面摩擦与润滑状态、双电层的形成、能量耗散过程等相关,但内在工作机制存在较多未解之谜。实现原位动态监测是揭示其界面起电行为的重要技术手段之一。中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室研究员王道爱团队,在固-液界面摩擦电机理与监测研究方面
多层集成摩擦纳米发电机的研究取得重要进展
机械能以其大量存在、获取方便和形式多样等特点作为我们收集利用的优势能源。基于压电、静电和电磁机制的机械能收集技术现已发展成熟并可用于以下应用领域:无线传感系统、环境监测、生物医学和电子设备等。作为我们生活环境中最常见的机械能形式之一,生物机械能由步行等人体运动产生,而这些能量往往被浪费掉了。如果
兰州化物所热喷涂陶瓷涂层摩擦学性能研究取得进展
在表面工程领域,利用热喷涂技术制备的Al2O3、ZrO2基涂层应用广泛,但由于陶瓷材料本身的特性和制备工艺的特点,利用热喷涂技术制备的陶瓷涂层润滑性能不突出,从而制约了其在高端装备中的应用。 中国科学院兰州化学物理研究所研究员周惠娣课题组长期致力于热喷涂陶瓷基涂层工艺和性能的研究。最近,该课题
哈工程团队在顶级期刊《摩擦》发表最新研究成果
近日,哈尔滨工程大学动力学院船舶设备摩擦学研究中心与中国科学院兰州化学物理研究所、烟台先进材料与绿色制造山东省实验室合作的最新研究成果《氨发动机活塞环-缸套摩擦学行为研究》(Study on the tribological behaviors of the cylinder liner-pis
等离子渗氮钢摩擦性能研究取得新进展
中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室在表面改性润滑研究方面获新进展。 该研究以烷基萘为基础油,分别以PN和ZDDP为添加剂,对比了等离子渗氮和淬火处理的AISI 52100钢试样的摩擦学性能。结果发现,等离子渗氮的AISI 52100钢与淬火的AISI
研究揭示拓扑应变诱导的量子态调控摩擦机制
7月6日,记者从中国科学院兰州化学物理研究所获悉,该所纳米润滑课题组首次在实验上观察到固—固界面量子摩擦现象,系统构建了电子、声子耗散与摩擦的内在关系,揭示了拓扑应变诱导的量子态调控摩擦机制。相关研究论文发表于《自然-通讯》。 摩擦本质和作用机制是摩擦学的基本科学问题,数百年来,科学家对这一难
纳米能源所在摩擦纳米发电机研究中获进展
海洋是巨大的能源宝库,理论上,海洋完全可以满足地球上所有的能源需求,并且不会对大气造成任何污染,因此海洋能也被誉为“蓝色能源”。与风能或太阳能相比,蓝色能源拥有地理分布上的优势,海洋覆盖了地球75%的表面,全球约44%的人口都居住在距海岸线150千米的范围内。但与风能和太阳能等可再生能源相比,对
纳米能源所首次提出摩擦电子学新研究领域
最近,中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士领导的研究小组将摩擦纳米发电机与传统场效应晶体管相结合,研制出接触起电场效应晶体管,首次提出了摩擦电子学(Tribotronics)这一新的研究领域。相关研究成果于8月16日在线发表于ACS Nano(DOI: 10.1021/nn5039806
立式摩擦磨损试验机可做的摩擦试验
摩擦磨损试验机的工作原理是试样的待磨层与摩擦纸,在荷重摩擦体的作用下,以规定的速度相互摩擦。通过测量摩擦前后密度的减少量(或涂层厚度的减少量),来判断墨层(或涂层)的耐磨性。 立式摩擦磨损试验机根据不同的用途配备不同的摩擦副可做不同的试验,下面简单介绍一下几个实例。 1、环盘摩擦:
摩擦磨损试验机摩擦系数计算公式
摩擦磨损试验机也分为摩擦试验机和磨损试验机。摩擦磨损试验机摩擦系数计算公式如下
什么是静摩擦和动摩擦及检测设备介绍
静摩擦系数是两物体有相对运动趋势,但还没有相对运动时的摩擦系数,当物体间有相对运动趋势,就是较大静摩擦力。动摩擦系数是当两物体有相对运动时的摩擦系数,必须是一个物体在另一个物体表面的相对运动。MXZ-01摩擦系数检测仪适用于测量塑料薄膜和薄片、橡胶、纸张、纸板、编织袋、织物风格、输送带、木材、涂层等
生物摩擦学:动物仿生学+人体生物摩擦学
全世界工业能源的1/3被摩擦损耗掉,人体内存在各种摩擦,如关节的摩擦;管腔(血管、气管、消化道、排泄道)内的摩擦;运动产生的肌肉、肌腱间的摩擦等。由于摩擦可以引起人体许多生理变化和疾病。 生物摩擦学(biotrobology)是以生物的摩擦、粘附及其润滑为中心,基于生物体材料的流变性质,研究摩
摩擦力方法
涂层附着强度的检验方法有很多,如摩擦抛光试验,钢球滚光试验,粘接-剥离试验,锉刀试验,划线划格试验和划痕试验等,其中划痕试验是目前检验硬质涂层zui常用、zui好的一种检验方法。 划痕试验是用具有光滑园锥*的划针在逐渐增加载荷下刻划涂层表面,直至涂层被破坏,涂层破坏时所加的载荷称为临界载荷,
摩擦副的分类
1)、滑动摩擦:当一物体在另一物体表面上滑动时,在两物体接触面上产生的阻碍它们之间相对滑动的现象,谓之“滑动摩擦”。(2)、滚动摩擦:一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时,由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用,叫“滚动摩擦”。它的实质是静摩擦力。(3)、摩擦副:即相
真空摩擦磨损试验机摩擦磨损试验机原理
该型摩擦磨损试验机由主轴驱动系统、摩擦副承载系统、试验力传感器、摩擦力测量系统、全自动加载系统、计算机控制系统(包括各个主参数的设定、控制、报警等单元)等部分组成。它们都安装在以焊接机座为主体的机架中。 4.1主轴及其驱动系统 主轴是由伺服电动机通过调速系统驱动,速度无级调速。通过圆弧齿同
超高摩擦电荷密度刷新摩擦纳米发电机性能纪录
人们一直致力于研究在维持现代社会巨大能源消耗的同时最小化环境消耗。从可再生的自然源(如太阳能、风能和生物质能)收集能量,已经被证实是应对能源危机的可持续可供选择的方向,而且在化石燃料快速消耗的今天扮演着越来越重要的角色。最近发明的摩擦纳米发电机具有质量轻、价格低廉,甚至在低工作频率下仍然高效等先
织物耐干摩擦和湿摩擦色牢度实验方法
擦色牢度仪作用 摩擦色牢度测试仪用于检测棉、化纤、混纺等有色织物及皮革的干/湿摩擦类色牢度的测试。适用于检测织物在干、湿状态下的摩擦色牢度,以及经常性和周期性测试。测试仪使试样在一定压力、一定行程内与白棉布反复摩擦规定的次数,经过将白棉布与沾色灰色样卡比对评定脱色等级,为改良织物染色提供依据。配有
背压式摩擦提升钢绳张力平衡器的研究
加平衡器执行件行程的情况下,将钢绳间张力差限制在很小范围内,有效地减小了钢绳间的张力差,防止松绳,提高了绳衬使用寿命。 中图号:TD532 1引言多绳摩擦提升机由于其诸多优点在矿山得到广泛应用。但其各绳间的张力分配不均,引起各绳槽、衬垫磨损不均而加剧磨损,如此运行下去造成恶性循环严重时,钢绳间的张
摩擦起电机制及应用研究取得系列进展
摩擦起电是揭示摩擦磨损本质起源极具潜力的研究手段。摩擦起电可作为一种“探针”来反映摩擦副状态与摩擦状况,在智能润滑监测中发挥重要作用。同时,它在能源收集、自驱动传感等领域也展现出了广阔的应用前景。如何研究摩擦起电与摩擦学行为之间的关系,利用摩擦学原理解决其在能量收集过程中的摩擦磨损问题仍存在巨大挑战