石墨烯有望用于薄、超輕和高性能的納米機(jī)電換能器。然而，僅石墨烯的裝置由于疲勞和懸浮的石墨烯膜的破裂，尺寸受到限制。在這里，制備了聚醚酰亞胺和單層石墨烯的輕質(zhì)、柔性、透明且導(dǎo)電的雙層復(fù)合材料，并以厘米級的比例以前所未有的高縱橫比（10
5）對其進(jìn)行了懸浮。兩種組分的偶聯(lián)導(dǎo)致相互增強(qiáng)，并形成了超強(qiáng)膜，可承受自身重量的3萬倍。進(jìn)行機(jī)電驅(qū)動時，薄膜會推動大量的空氣并產(chǎn)生高質(zhì)量的聲音。能源效率比最先進(jìn)的電動揚聲器高出約10–100倍。雙層膜的導(dǎo)電性、機(jī)械強(qiáng)度、光學(xué)透明性、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)性的綜合特性將促進(jìn)在電子、機(jī)械和光學(xué)方面的應(yīng)用。
Figure 1. 制造PEI/SLG膜的示意圖
Figure 2. PEI/SLG膜的靜態(tài)機(jī)電驅(qū)動。
Figure 3. 實驗和模擬共振頻率和振動模式。
Figure 4. 靜電揚聲器中PEI/SLG膜的機(jī)電性能
相關(guān)研究成果于2021年由弗吉尼亞理工大學(xué)Guoliang Liu課題組，發(fā)表在Adv. Mater.（DOI: 10.1002/adma.202004053）上。原文：Mutually Reinforced Polymer–Graphene Bilayer Membranes for Energy-Efficient Acoustic Transduction。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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