图5.液固界面电荷分布模型示意图。(a)适用于导体或者电极化非导体的液固界面双电层分布模型示意图(例如电池中的电极和电解液)。(b)适用于离子化固体的液固界面双电层模型示意图(例如带有羧基官能团的碳材料和电解液)。(c)考虑了电子转移的液固界面王氏杂化模型示意图(例如聚合物和水溶液)。
综上,研究人员聚焦水滴和聚合物膜的接触起电现象,通过探究累积电荷量的渐饱和过程,固体表面电势分布的演化过程,对比分析了固体表面存在的离子对液固接触起电的影响,证明电子转移主导了水-PTFE接触起电,并结合液固接触起电中电子和离子的共同作用,提出了描述液固界面电荷分布的王氏杂化模型。该工作不仅证明了TENG可以作为“探针”研究界面电荷转移问题,还会对新型水电技术以及涉及到液固界面的诸多科学领域具有重要意义。
相关研究工作由北京纳米能源与系统研究所团队以“Electron Transfer as a Liquid Droplet Contacting a Polymer Surface”为题在线发表在ACS Nano上。
论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c08332