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摩擦纳米发电机在可持续和可再生能源方面的进展：工作机制、摩擦表面结构、能量存储-收集系统和应用
摘要：摩擦电纳米发电机 (TENG) 是一种可持续和可再生技术，用于收集自然界中浪费的机械能，例如运动、波浪、风和振动。TENG 装置通过摩擦材料对接触和分离的循环工作原理发电。该技术在能源生产、人类护理、医药、生物医学和工业应用领域有着突出的应用。TENG 装置可应用于许多实际应用，例如便携式电源、自供电传感器、电子设备和电力消耗设备。借助 TENG 能源技术，可以在不久的将来减少甚至解决重大能源问题，例如减少气体排放、加强环境保护和改善人类健康。通过利用摩擦电特性具有显著差异的材料或实施先进的结构设计，可以提高 TENG 的性能。本综述全面研究了 TENG 技术在利用机械废能方面的最新进展，主要关注其可持续性和可再生能源属性。它还深入探讨了优化摩擦表面结构以提高输出性能、实施储能系统以确保稳定运行和长期使用、探索能量收集系统以有效管理收获的能量以及强调 TENG 在各种情况下的实际应用等主题。结果表明，TENG 技术有可能在不久的将来广泛应用于可持续能源生产、可再生能源、工业和人类护理。
电诱导多气体改性对增材制造聚合物基材表面结构的影响
摘要：我们研究了电致多气体改性 (EIMGM) 持续时间对印刷行业中使用的 PET 和 LDPE 聚合物基材的附着力和耐磨性的影响。研究发现，EIMGM 使 LDPE 的极性成分和完全自由表面能从 26 增加到 57 mJ/m 2，使 PET 的完全自由表面能从 37 增加到 67 mJ/m 2（由于材料表面形成了含氧基团）。尽管改性 LDPE 的纹理和形态异质性程度与初始状态相比增加了两倍以上，但它仍然不适合用作挤出 3D 打印的基材。然而，对于 PET，等离子体化学改性导致细丝对其表面的附着力显著增加（约 5 倍）（由于表面层的化学和形态转变），从而允许使用 FFF 技术在改性 PET 基材上进行增材原型制作。
金属增材制造的超可扩展表面结构化策略......
金属增材制造 (AM) 为众多应用中优化设备的开发提供了无与伦比的设计自由度。使用 AlSi10Mg 等非传统铝合金的要求使得金属增材制造的合理微/纳米结构化具有挑战性。本文开发了相关技术，并研究了控制最常见金属增材制造材料 AlSi10Mg 微/纳米结构化的基本机制。合理设计了一种表面结构化技术，以形成以前未探索过的双层纳米级结构，从而实现极低的粘附性、出色的抗冷凝洪水能力和增强的液气相变。使用冷凝作为演示框架，结果表明，与最佳薄膜冷凝相比，双层纳米结构的传热系数高出 6 倍。研究表明，AM 纳米结构最适合限制液滴，同时减少粘附性以促进液滴分离。通过与过去报告的数据进行广泛的对比，我们发现，在高过饱和条件下，使用传统铝无法实现所展示的传热增强效果，这进一步激发了对 AM 纳米结构的需求。最后，事实证明，广泛的 AM 设计自由度与最佳 AM 纳米结构方法的协同组合可以提供具有出色热性能和功率密度的超紧凑冷凝器。
利用表面结构实现锂离子电池的高性能阴极材料
对高性能电池日益增长的需求推动了人们对插层正极材料的晶体/表面结构和电化学性质的根本性理解，其中橄榄石型、尖晶石和层状锂过渡金属氧化物材料在过去十年中由于成功的商业化而受到了特别的关注。虽然目前大多数研究集中于这些材料的宏观和体相晶体结构，但我们以前的研究表明，作为发生电荷转移的受限区域，正极材料的界面结构在很大程度上决定了它们的电化学性能，因为结构对称性从三维（体相）破坏到二维（表面），从而导致在不同的化学/电化学条件下的重构。通过总结该主题的研究并提出我们的观点，本教程评论将首次揭示原子/分子尺度上表面结构和界面重构之间的相关性及其对相应电化学性能的直接影响。更重要的是，通过扩展从这三个经过充分研究的系统中获得的知识，我们相信建立的相同原理可以普遍适用于已成为新电池化学前沿的其他阴极材料。