能量收集變得有機變得更加靈活

能夠將機械能轉化為電能的納米發電機通常由金屬氧化物和鉛基鈣鈦礦制成。但是這些無機材料不具有生物相容性，因此正在爭創用于能量收集，電子傳感以及刺激神經和肌肉的天然生物相容性壓電材料。

都柏林大學學院和得克薩斯大學達拉斯分校的研究人員決定探索基于肽的納米管，因為它們將成為在電子設備內使用和能量收集應用的理想選擇。

在《應用物理學雜志》中，該小組報告了使用紫外線和臭氧的組合照射來產生可濕性差異，并使用施加的電場在帶有互鎖電極的柔性基板上產生納米管的水平排列極化。

都柏林大學的首席作者，博士后研究員Sawsan Almohammed說：“基于肽的材料的壓電特性使它們特別適合能量收集，因為對其進行擠壓或彎曲會產生電荷。”

人們對有機材料代替無機材料的需求也越來越大，因為無機材料往往有毒且難以制造。

她說：“基于肽的材料是有機的，易于制造，并且具有強大的化學和物理穩定性。”

在該小組的方法中，納米管的物理排列是通過將可濕性差異圖案化到柔性基板的表面上來實現的。這產生了化學力，該化學力將肽納米管溶液從具有高接觸角的疏水區域推到疏水性的親水區域，而該親水區域以低接觸角排斥吸水的親水性區域。

研究人員不僅改善了管的對齊方式(這對于能量收集應用至關重要)，而且他們還通過使用氧化石墨烯制成復合結構來改善了管的導電性。

Almohammed說：“眾所周知，當兩種具有不同功函數的材料相互接觸時，電荷會從低功函數流向高功函數。” “我們工作的主要新穎之處在于，通過電場和可濕性輔助的自組裝控制納米管的水平排列可以改善電流和電壓輸出，并且通過引入氧化石墨烯可以進一步增強其性能。”

該小組的工作將使有機材料，尤其是基于肽的有機材料能夠在電子設備，傳感器和能量收集應用中得到更廣泛的應用，因為肽納米管的兩個關鍵限制(排列和導電性)已得到改善。

Almohammed說：“我們還在探索來自彎曲和電場應用的電荷轉移過程如何增強基于拉曼光譜的分子檢測。” “我們希望可以將這兩項努力結合在一起，以創建一種具有廣泛應用的自激式生物傳感器，包括生物和環境監測，高對比度成像和高效發光二極管。”