CN111355402B - 一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机及其制备方法，属于纳米能源技术领域。包括导线、与皮肤接触的摩擦起电层及依次位于摩擦起电层下方的交联层、自愈电极层和支撑层；摩擦起电层为CNTs/PDMS复合薄膜；交联层为PDMS和PMHS形成的混合物；自愈电极层为添加有石墨烯和甘油的PVA水凝胶；支撑层为PDMS薄膜。所述纳米发电机通过向PVA水凝胶中添加石墨烯作为导电增强相，同时细化晶格，提高材料的机械性能；添加甘油，使其在空气中能够实现快速自愈；通过向PDMS中添加CNT作为增强相，使摩擦层具有高的介电性能，提高摩擦纳米发电机的输出。交联剂使自愈电极层与摩擦层具有良好的物理交联。

Description

一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机及其制备方法，属于纳米能源技术领域。

背景技术

在纳米能源领域，基于摩擦起电和静电感应的摩擦纳米发电机(TENG)作为一种全新的能源技术，自2012年被提出以来，研究学者开发了各种形式的TENG，以及采用各种方法和措施来提高TENG的输出性能。

TENG具有接触分离、水平滑动、单电极和独立层四种基本工作模式。其中，单电极模式的TENG，通常由静电感应电极层和摩擦起电层所组成，因只有一个底部电极，相对于其他起电模式，对另一个电极没有任何限制，故在可穿戴设备上具有广泛的应用前景。但由于TENG的能量收集效率有限，输出电流和输出功率较低，限制了TENG的商业化应用。

TENG输出性能的改善，主要依赖于摩擦起电层材料的有效接触面积和表面电荷密度，即可以通过改变摩擦起电层材料的表面形貌来增加TENG的有效接触面积；或者通过提高摩擦起电层材料的介电常数或进行表面改性，改变材料对电子的亲和力，从而增加表面的电荷密度，来提高TENG的输出性能。提高摩擦起电层材料的介电常数通常有两种途径：一是通过在摩擦层的聚合物基体材料中添加陶瓷颗粒，但往往需要较大的添加比例才能达到提高TENG输出性能的目的，并且大量陶瓷颗粒的添加会影响基体材料的力学性能；二是通过在摩擦层的聚合物材料中添加导电粒子，但导电粒子不容易分散充分，在聚合物基体材料中容易形成团聚，因而采用该方法改善TENG输出性能的程度有限。

为了提高单电极式的TENG在可穿戴设备中的适用性，避免TENG由于非故意的破坏运动，如机械刺激或内部的机械摩擦，对TENG的输出性能造成影响，研究人员开发出了具有自愈功能的TENG。现有的自愈型单电极式TENG主要分为电极层可自愈、摩擦层可自愈以及电极层和摩擦层同时可自愈三种类型。所选用的自愈材料包括水凝胶、环氧树脂、玻璃弹性体和聚二甲基硅氧烷(PDMS)等。

摩擦层可自愈型TENG存在的主要问题是通过弹性体与官能基团的缩合反应，引入动态二硫键、可逆亚胺键，使弹性体具有自愈性能，不仅制备工艺复杂，并且自愈时间长。电极层可自愈型TENG中的自愈电极仅有存在于基体材料的可逆氢键，力学性能差，在空气中自愈时间较长，并且所制备的TENG输出性能较低。在以水凝胶为自愈电极层的实现方案中，没有解决自愈电极层与摩擦层的结合性问题。

在2019年9月24日公开的，公开号为CN110277936A，名称为“一种柔性可修复摩擦纳米发电机及其应用”的中国专利中，公布了一种以水凝胶为自愈电极的摩擦纳米发电机，设计弹性材料为摩擦纳米发电机的基底，添加碳纳米管作为导电材料，并在柔性电极中引入光热粒子聚多巴胺和硼酸钠，使其在红外照射下1min自愈，有水环境中5min自愈，最后用高柔性硅胶封装，实现摩擦纳米发电机的柔性应用及其可修复应用，但其实现自愈需要一定外部条件，在空气中并未实现良好自愈。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机及其制备方法，所述纳米发电机输出性能高，自愈速度快，机械性能优异。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机，包括导线，所述摩擦纳米发电机还包括与皮肤接触的摩擦起电层及依次位于摩擦起电层下方的交联层、自愈电极层和支撑层；所述导线位于所述自愈电极层和所述支撑层之间；

所述摩擦起电层为碳纳米管(CNTs)和PDMS形成的CNTs/PDMS复合薄膜；CNTs的长径比为2000～4000；CNTs/PDMS复合薄膜的厚度为100μm～110um；所述摩擦起电层中0＜CNTs的质量分数＜0.07％；

所述交联层为PDMS和聚二甲基氢硅氧烷的(PMHS)形成的混合物；

所述自愈电极层为添加有石墨烯和甘油的聚乙烯醇(PVA)水凝胶；聚乙烯醇水凝胶的组成成分为PVA、壳聚糖、琼脂糖、硼酸钠和去离子水；

所述支撑层为1mm～3mm厚的PDMS薄膜。

优选的，所述摩擦起电层中CNTs的质量分数为0.005％～0.05％。

优选的，所述交联剂中PDMS和PMHS的质量比为15:1～30:1。

优选的，所述自愈电极层中，石墨烯的质量分数为0.16％～0.65％；甘油的质量分数为1.4％～1.7％。

优选的，所述PVA水凝胶中PVA的质量分数为8.06％～8.13％。

一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机的制备方法，所述方法步骤如下：

(1)摩擦起电层的制备

取PDMS预聚物加入到氯仿中，搅拌混合均匀后，加入碳纳米管(CNTs)分散液，在70℃～75℃下，磁力搅拌2h～3h，挥发溶剂，将混合溶液放入80℃～85℃的鼓风干燥箱中，继续处理1h～1.5h，保证溶剂挥发完全。然后加入PDMS固化剂，搅拌均匀，抽真空排除气泡，得到含有CNTs和PDMS的混合液；然后将所述混合液均匀旋涂在疏水处理后的玻璃片上，旋涂厚度为100μm～110μm，加热固化后，室温下冷却，揭膜，得到摩擦起电层；

(2)自愈电极层的制备

将PVA、石墨烯和甘油溶解在去离子水中，加热搅拌混合均匀后形成分散液，向分散液中按先后顺序依次加入琼脂糖和壳聚糖，充分搅拌，加入硼酸钠溶液，搅拌混合均匀后得到添加有石墨烯和甘油的PVA水凝胶；将得到的PVA水凝胶放入涂有硼酸钠溶液的模具中，压制得到自愈电极层；

(3)交联剂的制备

将PDMS与PMHS混合，搅拌均匀后得到交联剂；

(4)高输出自愈型摩擦纳米发电机的制备

将PDMS倒入模具中形成1mm～3mm厚的薄膜作为支撑层，将自愈电极层放置在支撑层上，并将导线插入自愈电极层和支撑层之间，在自愈电极层的上表面涂覆交联剂，形成交联层，将摩擦起电层放置在交联层上，得到一种高输出自愈型摩擦纳米发电机。

优选的，所述CNTs通过以丙烯为碳源，蛭石为催化剂，采用化学气相沉积法(CVD)在流化床反应器中制备得到。

有益效果

1、以超低含量大长径比的碳纳米管作为增强相，提高了摩擦起电层的介电常数，提高表面电荷密度，提高TENG的输出性能。

2、以聚乙烯醇(PVA)水凝胶为基体材料，通过添加甘油，实现空气中的快速自愈，添加壳聚糖，琼脂糖，能够与PVA分子链形成氢键，石墨烯不仅能够提高导电性，细化PVA晶格，其表面吸附的官能团也能与PVA分子间形成氢键，提高水凝胶的力学性能，制备过程仅需油浴恒温条件，制备工艺简单。由于PVA-硼酸钠-PVA和PVA-甘油-PVA动态共价交联形成的可逆网络，使自愈电极层具有自愈性质；壳聚糖-琼脂糖、壳聚糖-PVA和琼脂糖-PVA在水凝胶冷却过程中形成的氢键，能够有效抑制PVA链在一定范围的移动，从而提高自愈电极层的机械稳定性和拉伸性能；同时，在自愈电极层中通过控制添加甘油的量来实现自愈电极层在空气中的快速自愈。在自愈电极层中添加石墨烯，由于石墨烯表面会物理吸附气体分子，在石墨烯表面会存在C-C、C-O-C、C-OH键与PVA、甘油分子间形成氢键，在提高自愈电极层导电性的同时，提高了自愈电极层的力学性能。

3、通过交联剂实现了亲水性自愈电极层与疏水性摩擦起电层良好的物理交联。

附图说明

图1为本发明所述高输出自愈型摩擦纳米发电机的结构示意图；

其中，1-支撑层，2-自愈电极层，3-交联层，4-摩擦起电层，5-导线；

图2为本发明所述高输出自愈型摩擦纳米发电机的发电原理图；

图3为实施例中所述自愈电极层的电导率曲线；

图4为实施例中所述自愈电极层的自愈性能效果照片；

图5为实施例中所述自愈电极层的自愈效率结果；

图6为实施例中所述自愈电极层在损伤和愈合过程中灯泡亮度的变化照片；

图7为实施例中所述自愈电极层的应力应变曲线；

图8为实施例中所述自愈电极层的拉伸恢复照片；

图9为实施例中所述摩擦起电层的介电性能结果；

图10为实施例中所述摩擦起电性能测试平台示意图；

图11为实施例中所述摩擦起电层的输出性能结果；

图12为实施例1中所述高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机自愈前后的输出性能结果；

图13为实施例2中所述高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机点亮LED灯的效果照片。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机包括依次设置的摩擦起电层4、交联层3、自愈电极层2和支撑层1；

所述摩擦起电层4为CNTs和PDMS形成的CNTs/PDMS复合薄膜；CNTs的长径比为2000～4000；CNTs/PDMS复合薄膜的厚度为100μm～110um；

所述交联层3为PDMS和PMHS形成的混合物；

所述自愈电极层2为添加有石墨烯和甘油的PVA水凝胶；PVA水凝胶的组成成分为PVA、壳聚糖、琼脂糖、硼酸钠和去离子水，PVA水凝胶中PVA的质量分数为8.06％～8.13％；

所述支撑层1为1mm～3mm厚的PDMS薄膜。

如图2所示，所述高输出自愈型摩擦纳米发电机的工作原理为：当皮肤与摩擦起电层4接触时，由于对电子的亲和性不同，导致摩擦起电层4带负电，皮肤带正电，但此时两表面间没有电位差。而当皮肤从摩擦起电层4上分离移开时，会在自愈电极层2感应出正电荷，电子将通过外部电路从自愈电极层2流到地面。当皮肤距离摩擦起电层4足够远时，自愈电极层2上感应的正电荷将完全平衡摩擦起电层4上的负电荷，电子将停止流动。当皮肤再次接近摩擦起电层4时，电子将以相反的方向流动，从而形成交流电。

以下实施例中，碳纳米管采用文献中所述方法制备得到：Zhu X.,Han L.,LuY.F.,Wei F.,Jia X.L.,Geometry-induced thermal storage enhancement of shape-stabilized phase change materials based on oriented carbon nanotubes,AppliedEnergy,254(2019)113688.

PDMS采用道康宁184硅橡胶，道康宁184硅橡胶由A组分(PDMS预聚物)和B组分(PDMS固化剂)组成，使用时A、B两种组分以10:1的质量比混合。

对比例和实施例中所述自愈电极层中各组成成分及其质量百分数(wt％)如表1所示。

表1

对比例和实施例中碳纳米管的添加量(质量百分数)如表2所示。

表2

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

对比例1

对比例2

0.005％

0.01％

0.02％

0.03％

0.05％

0

0.07％

实施例1

一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机的制备方法，所述方法步骤如下：

(1)摩擦起电层4的制备

①对玻璃片进行疏水处理便于后续旋涂后脱膜：取培养皿，放入玻璃片，倒入三甲基氯硅烷(TMCS)，浸没玻璃片，在通风橱中处理15min，然后分别用去离子水、无水乙醇清洗，并用吹风机吹干备用。

②取PDMS预聚物(道康宁184硅橡胶A组分)加入到氯仿中，磁力搅拌，稀释PDMS，加入碳纳米管(CNTs)分散溶液(碳纳米管浓度为30mg/250mL)，在75℃下，磁力搅拌2h，挥发溶剂，将混合溶液放入80℃的鼓风干燥箱中处理1.5h，保证溶剂挥发完全。然后加入PDMS固化剂(道康宁184硅橡胶B组分)，搅拌均匀，抽真空排除溶液中气泡，得到混合液。

③采用旋涂机将所述混合液均匀旋涂在疏水处理后的玻璃片上，转速为700rpm，时间为20s，旋涂厚度为100μm～110μm。在120℃的鼓风干燥箱中加热固化0.5h，在室温下冷却，揭膜后得到CNTs/PDMS复合薄膜，切至成尺寸为25mm×25mm的薄膜作为摩擦起电层4。

(2)自愈电极层2的制备

将PVA、石墨烯和甘油溶解在去离子水中，搅拌2min后，在98℃下油浴中磁力搅拌加热2h，形成分散液，然后向分散液中按先后顺序依次加入琼脂糖和壳聚糖，充分搅拌，随后加入硼酸钠溶液(0.04mol/L)，继续在98℃下油浴中磁力搅拌加热1h。将得到的添加有石墨烯和甘油的聚乙烯醇水凝胶放入先前涂有硼酸钠溶液的模具中(25mm×25mm)，压制2h得到自愈型电极层2。

(3)交联剂的制备

将PDMS预聚物(道康宁184硅橡胶A组分)和PDMS固化剂(道康宁184硅橡胶B组分)按质量比10:1混合，得到PDMS，然后加入PMHS，搅拌15min后得到交联剂；其中，PDMS和PMHS的质量比为15:1。

(4)高输出自愈型摩擦纳米发电机的制备

将PDMS预聚物(道康宁184硅橡胶A组分)和PDMS固化剂(道康宁184硅橡胶B组分)按质量比10:1混合后，倒入模具中形成1mm厚的薄膜作为支撑层1。将自愈电极层2放置在支撑层1上，并将导线5插入自愈电极层2和支撑层1之间，在自愈电极层2的上表面涂覆交联剂，形成交联层3(厚度为20～30μm)，将摩擦起电层4放置在交联层3上，得到一种高输出自愈型摩擦纳米发电机。

实施例2

一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机的制备方法，所述方法步骤如下：

(1)摩擦起电层4的制备

①对玻璃片进行疏水处理便于后续旋涂后脱膜：取培养皿，放入玻璃片，倒入TMCS，浸没玻璃片，在通风橱中处理15min，然后分别用去离子水、无水乙醇清洗，并用吹风机吹干备用。

②取PDMS预聚物(道康宁184硅橡胶A组分)加入到氯仿中，磁力搅拌，稀释PDMS，加入碳纳米管(CNTs)预分散溶液(碳纳米管浓度为30mg/250mL)，在70℃下，磁力搅拌3h，挥发溶剂，将混合溶液放入85℃的鼓风干燥箱中处理1h，保证溶剂挥发完全。然后加入PDMS固化剂(道康宁184硅橡胶B组分)，搅拌均匀，抽真空排除溶液中气泡，得到混合液。

③采用旋涂机将所述混合液均匀旋涂在疏水处理后的玻璃片上，转速为700rpm，时间为20s，旋涂厚度为100μm～110μm。在120℃的鼓风干燥箱中加热固化0.5h，在室温下冷却，揭膜后得到CNTs/PDMS复合薄膜，切至成尺寸为60mm×60mm的薄膜作为摩擦起电层4。

(2)自愈电极层2的制备

将PVA、石墨烯和甘油溶解在去离子水中，搅拌2min后，在98℃下油浴中磁力搅拌加热2h，形成分散液，然后向分散液中按先后顺序依次加入琼脂糖和壳聚糖，充分搅拌，随后加入硼酸钠溶液(0.04mol/L)，继续在98℃下油浴中磁力搅拌加热1h。将得到的添加有石墨烯和甘油的聚乙烯醇水凝胶放入先前涂有硼酸钠溶液的模具中(60mm×60mm)，压制2h得到自愈型电极层2。

(3)交联剂的制备

将PDMS预聚物(道康宁184硅橡胶A组分)和PDMS固化剂(道康宁184硅橡胶B组分)按质量比10:1混合，得到PDMS，然后加入PMHS，搅拌15min后得到交联剂；其中，PDMS和PMHS的质量比为30:1。

(4)高输出自愈型摩擦纳米发电机的制备

将PDMS预聚物(道康宁184硅橡胶A组分)和PDMS固化剂(道康宁184硅橡胶B组分)按质量比10:1混合后，倒入模具中形成1mm厚的薄膜作为支撑层1。将自愈电极层2放置在支撑层1上，并将导线5插入自愈电极层2和支撑层1之间，在自愈电极层2的上表面涂覆交联剂，形成交联层3(厚度为20～30μm)，将摩擦起电层4放置在交联层3上，得到一种高输出自愈型摩擦纳米发电机。

实施例3

一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机的制备方法，同实施例1。

实施例4

一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机的制备方法，同实施例1。

实施例5

一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机的制备方法，同实施例1。

对比例1

本对比例中不添加石墨烯和CNTs分散溶液，一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机的制备方法，

对比例2

本对比例中不添加石墨烯，一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机的制备方法，

实施例6

自愈电极层性能的表征：

(1)将所述自愈电极层压入模板中，模板的两端粘有铜箔，通过万用电表测量铜箔间的电阻，计算自愈电极层的电导率，其结果如图3。随着石墨烯含量的增加，电导率逐渐升高。当石墨烯含量为0.65％时，电导率达到最大值。

(2)如图4所示，用手术刀将所述自愈电极层从中间完全切开后，在空气中经过1min的自愈后，进行拉伸，可见拉伸裂痕出现在新的位置。

(3)如图5所示，所述自愈电极层在空气中经过1min的自愈后，可以达到98％的自愈效率。

(4)如图6所示，自愈电极层可点亮恒流LED灯泡，当自愈型电极层第一次被切断后，电路断开，恒流LED灯泡熄灭。断开的两部分电极在原位相互接触1min，自愈后，以初始的电流值重建电路，灯泡亮度保持不变。

(5)由于石墨烯表面会物理吸附气体分子，添加石墨烯，不仅能提高自愈电极层的导电性，细化晶格，其表面吸附的官能团，也能与PVA分子链形成氢键，提高自愈电极层的机械性能。根据GB/T528，将自愈电极层制成哑铃状，在万能拉伸试验机(HD-B609A-S)上进行拉伸试验，结果如图7所示，添加石墨烯后自愈电极层最大应力值可提高到85KPa。

(6)制备的自愈电极层在室温下拉伸，应变值λ大于4，经过2min的恢复，基本可以恢复到原来长度，如图8所示。

实施例7

摩擦起电层的性能表征：

(1)采用阻抗分析仪(Agilent 4285A)测量摩擦起电层材料的电容值和介电损耗正切值，利用下列公式计算出复合薄膜的介电常数。

式中，C复合薄膜的电容值,d为薄膜厚度，A为薄膜面积，ε₀为真空介电常数，ε_r为薄膜相对介电常数。介电常数和介电损耗结果如图9所示。可见，随着CNTs含量的增加，材料的介电常数和介电损耗值均增大，当CNTs的含量低于0.02％时，介电常数的增长速率大于介电损耗。当CNTs的含量为0.07％时，介电常数和介电损耗正切值分别达到最大值6.8和0.20。

(2)如图10所示，利用摩擦起电性能测试平台，测量不同CNTs含量对薄膜输出性能的影响，结果如图11所示。当CNTs的含量为0.01％时，短路电荷(Q_sc)和开路电压(V_oc)到达最大值44nC和132V，相对于未添加CNTs的PDMS膜22nC和69V的输出，提高了一倍。随着CNTs含量的增加Q_sc和V_oc均呈现下降趋势，当CNTs的含量为0.07％时，短路电荷和开路电压为20nC和69V。

实施例8

高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机性能的表征：

(1)实施例1中所述纳米发电机在起电性能测试平台上进行电学性能测试，在受到破坏前，短路电荷(Q_sc)和开路电压(V_oc)分别为18nC和54V；在受到破坏后，1min自愈，Q_sc和V_oc分别为17nC和50V，短路电荷和开路电压的自愈效率分别为94％和92％，如图12所示。

(2)尺寸为60mm×60mm的纳米发电机，用手拍打能够点亮37个商用LED灯(瑞彩电子信息科技有限公司生产，型号为F3，亮度为亮亮，颜色为蓝光)，如图13所示。

综上所述，发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明的精神和原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机，包括导线，其特征在于：所述摩擦纳米发电机还包括与皮肤接触的摩擦起电层及依次位于摩擦起电层下方的交联层、自愈电极层和支撑层；所述导线位于所述自愈电极层和所述支撑层之间；

所述摩擦起电层为CNTs和PDMS形成的CNTs/PDMS复合薄膜；CNTs的长径比为2000～4000；CNTs/PDMS复合薄膜的厚度为100μm～110μm；所述摩擦起电层中0＜CNTs的质量分数＜0.07％；

所述交联层为PDMS和PMHS形成的混合物，PDMS和PMHS的质量比为15:1～30:1；

所述自愈电极层为添加有石墨烯和甘油的PVA水凝胶；

所述支撑层为1mm～3mm厚的PDMS薄膜。

2.如权利要求1所述的一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机，其特征在于：所述摩擦起电层中CNTs的质量分数为0.005％～0.05％。

3.如权利要求1所述的一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机，其特征在于：所述自愈电极层中，石墨烯的质量分数为0.16％～0.65％；甘油的质量分数为1.4％～1.7％。

4.如权利要求1所述的一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机，其特征在于：所述PVA水凝胶中PVA的质量分数为8.06％～8.13％。

5.一种如权利要求1～4任意一项所述的高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：

(1)摩擦起电层的制备

取PDMS预聚物加入到氯仿中，搅拌混合均匀后，加入CNTs分散液，在70℃～75℃下，磁力搅拌2h～3h，挥发溶剂，将混合溶液放入80℃～85℃的鼓风干燥箱中，继续处理1h～1.5h，保证溶剂挥发完全；然后加入PDMS固化剂，搅拌均匀，抽真空排除气泡，得到含有CNTs和PDMS的混合液；然后将所述混合液均匀旋涂在疏水处理后的玻璃片上，旋涂厚度为100μm～110μm，加热固化后，室温下冷却，揭膜，得到摩擦起电层；

(2)自愈电极层的制备

将PVA、石墨烯和甘油溶解在去离子水中，加热搅拌混合均匀后形成分散液，向分散液中按先后顺序依次加入琼脂糖和壳聚糖，充分搅拌，加入硼酸钠溶液，搅拌混合均匀后得到添加有石墨烯和甘油的PVA水凝胶；将得到的PVA水凝胶放入涂有硼酸钠溶液的模具中，压制得到自愈电极层；

(3)交联剂的制备

将PDMS与PMHS混合，搅拌均匀后得到交联剂；

(4)高输出自愈型摩擦纳米发电机的制备

将PDMS倒入模具中形成1mm～3mm厚的薄膜作为支撑层，将自愈电极层放置在支撑层上，并将导线插入自愈电极层和支撑层之间，在自愈电极层的上表面涂覆交联剂，形成交联层，将摩擦起电层放置在交联层上，得到一种高输出自愈型摩擦纳米发电机。

6.如权利要求5所述的一种高输出自愈型单电极式摩擦纳米发电机的制备方法，其特征在于：所述CNTs通过以丙烯为碳源，蛭石为催化剂，采用化学气相沉积法在流化床反应器中制备得到。

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