Materiales dieléctricos avanzados para nanogeneradores triboeléctricos: principios, métodos y aplicaciones

El nanogenerador triboeléctrico (TENG) presenta ventajas distintas, como una selectividad estructural múltiple, una selección diversa de materiales, adaptabilidad ambiental, bajo costo y una notable eficiencia de conversión, lo que lo convierte en una tecnología prometedora para la cosecha de energía micro-nano y sensores autosuficientes. Los materiales tribo-dieléctricos son los componentes fundamentales y centrales para TENGs de alto rendimiento. En particular, la generación, disipatión, almacenamiento, migración de las cargas dieléctricas y los comportamientos de equilibrio dinámico determinan el rendimiento general. Aquí se presenta un resumen integral para elucidar el mecanismo de transporte de carga dieléctrica y el principio de modificación de materiales tribo-dieléctricos hacia TENGs de alto rendimiento. Se comienza con la electrificación por contacto y el mecanismo de transporte de carga de los materiales dieléctricos, seguido por la introducción del principio básico y los materiales dieléctricos de los TENGs. Posteriormente, se destacan los mecanismos de modificación y estrategias para materiales tribo-dieléctricos de alto rendimiento en relación con la optimización física/química, superficial/volumen, acoplamiento dieléctrico y estructural. Además, se demuestran aplicaciones representativas de TENGs basados en materiales dieléctricos como fuentes de energía, sensores autosuficientes. Se esbozan los desafíos existentes y las oportunidades potencialmente prometedoras para materiales tribo-dieléctricos avanzados, guiando el diseño, fabricación y aplicaciones de materiales tribo-dieléctricos.