Energiegewinnung und menschliche Bewegungssensorik eines 2D-piezoelektrischen hybrid-organischen-inorganischen Perowskits

Zwei-dimensionale (2D) hybride organisch-inorganische Perowskite (HOIPs) haben aufgrund ihrer außergewöhnlichen strukturellen Flexibilität und vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten große Aufmerksamkeit erlangt. In dieser Studie präsentieren wir ein 2D-HOIP (CHA)2PbBr4 (CHA = Cyclohexylamin) für seine potenziellen Anwendungen in der Piezoelektrizität, wie z.B. bei der Erfassung und Nutzung von Dehnungsenergie. Flexible Kompositfilme von (CHA)2PbBr4/PDMS (PDMS = Polydimethylsiloxan) mit einer Sequenz von Gewichtverhältnissen (0, 5, 10, 15, 20 Gew.% ) von (CHA)2PbBr4 wurden hergestellt, um die Eigenschaften der Energiegewinnung zu analysieren. Experimentelle Ergebnisse zeigten, dass ein Gerät mit 15% Zusammensetzung die am besten optimierte Leistung in der Energiegewinnung aufwies, mit einer Spitzenhöhe der Ausgangsspannung von 11,6 V, einem Kurzschlussstrom von 0,38 µA und einer Leistungsdichte von 6,77 µW/cm2, sowie bemerkenswerter Stabilität, die 4000 Zyklen übersteigt. Darüber hinaus zeigte dieses Gerät eine hohe Sensitivität bei der Überwachung vieler Arten menschlicher Bewegungen, wie z.B. Fingerbeugung und -tippen, Ellenbogenbeugung und sanftes Fußstampfen. Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass dieses 2D-HOIP erhebliches Potenzial für den Einsatz in flexibler Sensorik und intelligenten tragbaren Geräten hat.