تصميم الهيكل الواجهاتي لمولدات الطاقة الكهروستاتيكية النانوية

الملخص منذ ظهور مولدات الطاقة الكهروستاتيكية النانوية (TENGs)، تم تطوير استراتيجيات ومواد وتطبيقات جديدة بسرعة في السنوات القليلة الماضية لتحقيق الاستخدام الفعال للطاقة الميكانيكية من البيئة. في سعيها لتحقيق أداء عالي واستقرار طويل الأمد وتكيف في ظروف شاملة، من الضروري فهم تأثير الطاقة الكهروستاتيكية والمعلمات المرتبطة بها من خلال تحليل حالة العمل الزمنية الحقيقية لأجهزة TENG. يركز هذا الاستعراض على الهياكل الواجهة في أجهزة TENG وعملية نقل الشحن في الوقت الحقيقي المعززة من خلال الهياكل الدقيقة/النانوية على أسطح الطبقات العازلة، والتي يُعتقد أنها ذات أهمية كبيرة بالإضافة إلى الخصائص الفطرية للمواد. يتم مناقشة أربعة أوضاع من عمليات TENG، ونوعين رئيسيين من الواجهات كواجهة صلبة–صلبة وواجهة صلبة–سائلة، بالإضافة إلى المواد المختلفة المستخدمة في تصنيع الأجهزة. بناءً على حالة العمل الحقيقية، يتم تصنيف هياكل الواجهة لأجهزة TENG إلى ثلاث مجموعات مختلفة وهي: أحادية البُعد، ثنائية البُعد، وثلاثية البُعد. بالإضافة إلى ذلك، يتم وصف أجهزة TENG في وضع عدم الاتصال وتعتبر مرشحة للتآكل الميكانيكي. أخيرًا، يتم تلخيص التحديات الحالية وآفاق أجهزة TENG بناءً على تصميم هيكلي للواجهات.