CN111564986A - 基于青霉素药片的摩擦纳米发电机及其制作方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于青霉素药片的摩擦纳米发电机及其制作方法和应用，所述基于青霉素药片的摩擦纳米发电机包括拱形支撑结构，所述拱形结构由上下两部分组成，上下两部分结构通过左端相互连接，使上部分结构的凹面面对下部分的凹面；组合成为基本拱形结构；上下两部分的凸面为基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的感应电极；在上部分结构的凹面沾上特氟龙胶带，在下部分结构凹面涂上青霉素药片分构成青霉素药片粉末层，上下两部分的共同组成基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的摩擦电极；导电装置布置在感应电极表面，用透明胶带固定。本发明还提供了一种基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的制作方法和应用。本发明的技术方案具有很高的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于摩擦纳米发电机技术领域，涉及一种基于青霉素药片的摩擦纳米发电机及其制作方法和应用。
背景技术
在过去的几年中，随着科技的高速发展，物联网、人工智能等技术的逐渐成熟，人类对于电子产品的依赖程度越来越高。各式各样的电子产品影响着人类生活的方方面面，如电子通信、智能家电、各种智能可穿戴电子产品等等。持续供电将在这些设备的连续运行中发挥重要且不可替代的作用。目前这类电子设备仍然依赖于可充电电池。但这些器件在应用过程中部署的数量是巨大的，所需电池的数量随着移动电子设备数量和密度的增加而成比例增长。因此，电池的回收再利用就面临诸多挑战，而且废弃的电池对环境也会造成一定的负担。不仅如此，一些用于特殊领域的电子产品，例如透明柔性电子设备、植入式电子设备等，对所用电池的要求很高甚至无法使用电池。因此，开发能够从周围环境中自行收集能量的微纳尺度电源系统具有重要的意义和实用价值。
面对这些问题，一种纳米摩擦发电技术已经被证明。与经典电磁发电机相比，摩擦纳米发电机在低频下的高效能是同类技术无法比拟的。纳米摩擦发电饥的电能输出机制可以用摩擦起电效应与静电诱导效应两者的耦合效应来说明。现在的摩擦纳米发电机已经遍及各个领域的实验研究中。基于青霉素药片的摩擦纳米发电机为摩擦纳米发电技术有开拓了药品这一个新的领域。青霉素具有很强的抵抗细菌能力。
在科技高速发展的背景下，社会对医疗器械、实验室仪器的抗细菌性要求也不断提高。尽管现在有很多抗细菌型的仪器，大多都是使用隔绝外部世界的方法。调查发现，很多医疗仪器需要流通的空气与外界接触，很难判断仪器是否具有抗菌性，仪器上是否已经存在细菌。基于青霉素药片的摩擦纳米发电机可以通过在环境中检测电压信号来判断环境是否为无菌纯净环境。
现如今检测药品质量问题是一直是在药监局这些指定机构进行检测，在平常的家庭中检测药品是否过期仅仅是依靠药品包装上的生产日期和保质期，这一项基于青霉素药片的摩擦纳米发电机可用于检验青霉素药片的质量。
发明内容
本发明的目的在于克服传统电池重量大、体积大、药片检测难度大、无菌环境难以检测等问题，提供一种基于青霉素药片的摩擦纳米发电机及其制作方法和应用，通过青霉素药片的摩擦纳米发电实现基于青霉素药片的纳米发电机。同时为摩擦纳米发电技术提供新材料方向；通过基于青霉素药片的纳米发电机检测青霉素药片质量；基于青霉素药片的纳米发电机可以检测抗菌型环境的纯净度。
其具体技术方案为：
一种基于青霉素药片的摩擦纳米发电机，包括拱形支撑结构，所述拱形结构由上下两部分组成，上下两部分结构通过左端相互连接，使上部分结构的凹面面对下部分的凹面。组合成为基本拱形结构。上下两部分的凸面为基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的感应电极。导电油墨具有导电作用，在上部分结构的凹面沾上特氟龙胶带，在下部分结构凹面涂上青霉素药片分构成青霉素药片粉末层，上下两部分的共同组成基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的摩擦电极。导电装置布置在感应电极表面，用透明胶带固定。
进一步，所述上下两部分结构的材质采用硬纸片。
进一步，所述的导电装置选用外径为2.2mm的细电线，所述的透明胶带将导电装置与感应电极连接，且具有绝缘作用。
进一步，所述特氟龙胶带选用厚度为0.18mm。
进一步，所诉的透明胶带选用由天然合成橡胶和bopp制作成的胶带。
进一步，所诉的青霉素药片粉末层厚度为0.12mm。
进一步，所诉拱形结构基本结构由纸片和导电油墨组成，纸片选用厚度为0.6mm的硬纸片，纸片表面涂上薄薄一层导电油墨。
进一步，所诉基本拱形结构上下两部分纸片长宽为：8cm*4cm。
一种本发明基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的制作方法，包括以下步骤：
1）选用两张同样材质大小的纸片；
2）将导电油墨抹在纸片的表面，用电吹风吹干。
3）用手以纸片的长度为折痕之间的距离将硬纸片折成拱形，选其中一张纸片为拱形上部分，另一张纸片为拱形下部分；
4）在拱形结构上部分的凹面贴上特氟龙胶带；
5）在拱形结构下部分的凹面涂抹青霉素药片粉末得到青霉素药片粉末层；
6）将上下两部分结构通过左端用透明胶带相互连接，使上部分结构的凹面面对下部分的凹面；
7）用两条细电线分别从上下部分的感应电极端引出，得到基于青霉素药片的摩擦纳米发电机。
用外力按压纸片凸起部分，摩擦电对的两部分产生正负电荷，此时作为感应电极的导电油墨也会感应出相应的电荷，随着摩擦电极的两部分分离，导电电极上的电荷被驱动产生电流。
进一步，步骤5）具体包括以下步骤：
1）将青霉素药片磨制精细粉末，在青霉素药片粉末中加一滴清水；
2）用细棍将青霉素药片粉末与清水搅拌均匀，使青霉素粉末具有粘着性；
3）用刷子将粉末均匀涂抹在拱形下部分的凹面上，粉末厚度约0.12mm；
4）将纸片放在阴凉处晾干，形成青霉素药片粉末层。
一种本发明所述基于青霉素药片的摩擦纳米发电机在检测青霉素药片质量过程中的应用。
进一步，所述应用包括以下步骤：
1）将待测青霉素药片制成青霉素药片粉末涂抹在青霉素药片粉末层端；
2）将基于青霉素药片的摩擦纳米发电机放置在纯净无菌的环境中，连接示波器正负极测量其输出电压并记录；
3）再将基于青霉素药片的摩擦纳米发电机放置在待测环境中连接示波器正负极测量其输出电压信号。
4）测量其输出电压信号来反应青霉素药片的质量，通过对比两次电压信号的数值是否一致检测到环境是否为无菌环境。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的材料选择为日常生活中的药品，降低了电子器件对人类健康的影响。对于摩擦纳米发电方面，提供了药品这个领域的新材料，为以后的药品研究发明提供与电子结合的路径。基于青霉素药片的摩擦纳米发电机选材来源广泛，价格低廉，且制作简单。可大规模生产。基于青霉素药片的摩擦纳米发电机可以用来检测青霉素药片的质量，能够帮助人们更好的分辨药片的好坏。基于青霉素药片的摩擦纳米发电机还可以用来检测抗菌型实验环境，能够更好的检测实验环境是否真的是无菌环境。基于青霉素药片的摩擦纳米发电机可以收集人体运动产生的机械能。本发明的技术方案具有很高的可靠性，经过多次实验，电学性能依然稳定。
附图说明
图1是基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
参照图1，基于青霉素药片的摩擦纳米发电机，包括两张白纸和导电油墨组成的拱形支撑结构、特氟龙胶带、青霉素药片粉末层结构以及导电装置。
参照图1，白纸选用长*宽为8cm*4cm的厚度为0.6mm的硬纸片。
参照图1，特氟龙胶带选用厚度为0.18mm。
本发明基于青霉素药片的摩擦纳米发电机，所述拱形支撑结构由上下两部分组成，上下两部分结构通过左端相互连接，使上部分结构的凹面对下部分的凹面。组合成为基本拱形结构。上下两部分的凸面为基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的感应电极。导电油墨具有导电作用，在上部分结构的凹面沾上特氟龙胶带，在下部分结构凹面涂上青霉素药片分构成青霉素药片粉末层，上下两部分的共同组成基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的摩擦电极。导电装置布置在感应电极表面，用透明胶带固定。
参照图1，所诉的青霉素药片粉末层与特氟龙胶带大小面积相等，弧度相同。
参照图1，所诉的示波器的作为为观察电压信号的变化。
本发明基于青霉素药片的摩擦纳米发电机器件面积小，使用范围广。基于青霉素药片的摩擦纳米发电机为摩擦纳米发电技术有开拓了药品这一个新的领域。本发明还可以通过简易的方法检测青霉素药片的质量。本发明原理可以通过将青霉素药片层改为其他药品来检测其他药品的质量。基于青霉素药片的摩擦纳米发电机可以通过在环境中检测电压信号来判断环境是否为无菌纯净环境。
本发明采用基于青霉素药片的摩擦纳米发电机技术：选用两张同样材质大小的硬纸片，将导电油墨抹在纸片的表面，用电吹风吹干。导电油墨具有导电性。用手以纸片的长度为折痕之间的距离将硬纸片折成拱形，选其中一张纸片为拱形上部分，另一张纸片为拱形下部分。在拱形结构上部分的凹面贴上特氟龙胶带，在拱形结构下部分的凹面涂抹青霉素药片粉末得到青霉素药片粉末层。拱形结构上下两部分的凹面为基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的摩擦电极。将上下两部分结构通过左端用透明胶带相互连接，使上部分结构的凹面面对下部分的凹面；拱形结构的上下两部分的凸面为基于青霉素药片的纳米摩擦发电机的感应电电极，两条细电线分别从上下感应电极引出为导电装置，连接示波器正负极。用外力按压纸片凸起部分，摩擦电极的两部分产生正负电荷，此时感应电极的导电油墨也会感应出相应的电荷，随着摩擦电极的两部分分离，导电电极上的电荷被驱动产生电流。实现基于青霉素药片的摩擦纳米发电机。本实验的基本原理基于垂直接触-分离模式的TENG的操作原理。
检测青霉素药片的质量：将待测青霉素药片制成青霉素药片粉末涂抹在青霉素药片粉末片端，再与特氟龙胶带制成基于青霉素药片的摩擦纳米发电机。将基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的正负极直接与示波器连接，通过测量其输出电压信号来反应青霉素药片的质量。
基于青霉素的摩擦纳米发电检测抗菌性实验环境：将青霉素药片粉末片和特氟龙胶带纸片制成基于青霉素药片的摩擦纳米发电机。先将基于青霉素药片的摩擦纳米发电机放置在纯净无菌的环境中连接示波器正负极测量其输出电压。再将基于青霉素药片的摩擦纳米发电机放置在待测环境中连接示波器正负极测量其输出电压信号。通过对比两次电压信号的数值是否一致检测到环境是否为无菌环境。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于青霉素药片的摩擦纳米发电机，其特征在于，包括拱形支撑结构，所述拱形结构由上下两部分组成，上下两部分结构通过左端相互连接，使上部分结构的凹面面对下部分的凹面；组合成为基本拱形结构；上下两部分的凸面为基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的感应电极；在上部分结构的凹面沾上特氟龙胶带，在下部分结构凹面涂上青霉素药片分构成青霉素药片粉末层，上下两部分的共同组成基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的摩擦电极；导电装置布置在感应电极表面，用透明胶带固定。
2.根据权利要求1所述的基于青霉素药片的摩擦纳米发电机，其特征在于，所述上下两部分结构的材质采用80克/㎡的A4纸。
3.根据权利要求1所述的基于青霉素药片的摩擦纳米发电机，其特征在于，所述的导电装置选用外径为2.2mm的细电线，所述的透明胶带将导电装置与感应电极连接，且具有绝缘作用。
4.根据权利要求1所述的基于青霉素药片的摩擦纳米发电机，其特征在于，所述特氟龙胶带选用厚度为0.18mm。
5.根据权利要求1所述的基于青霉素药片的摩擦纳米发电机，其特征在于，拱形机构纸片的尺寸为：8cm*4cm。
6.根据权利要求1所述的基于青霉素药片的摩擦纳米发电机，其特征在于，青霉素药片粉末层的厚度为0.12mm。
7.一种权利要求1所述的基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）选用两张同样材质大小的纸片；
2）将导电油墨抹在纸片的表面，用电吹风吹干；
3）用手以纸片的长度为折痕之间的距离将硬纸片折成拱形，选其中一张纸片为拱形上部分，另一张纸片为拱形下部分；
4）在拱形结构上部分的凹面贴上特氟龙胶带；
5）在拱形结构下部分的凹面涂抹青霉素药片粉末得到青霉素药片粉末层；
6）将上下两部分结构通过左端用透明胶带相互连接，使上部分结构的凹面面对下部分的凹面；
7）用两条细电线分别从上下部分的感应电极端引出，得到基于青霉素药片的摩擦纳米发电机。
8.根据权利要求7所述的基于青霉素药片的摩擦纳米发电机的制作方法，其特征在于，步骤5）具体包括以下步骤：
1）将青霉素药片磨制精细粉末，在青霉素药片粉末中加一滴清水；
2）用细棍将青霉素药片粉末与清水搅拌均匀，使青霉素粉末具有粘着性；
3）用刷子将粉末均匀涂抹在拱形下部分的凹面上，粉末厚度为0.12mm；
4）将纸片放在阴凉处晾干，形成青霉素药片粉末层。
9.一种权利要求1所述基于青霉素药片的摩擦纳米发电机在检测青霉素药片质量过程中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用包括以下步骤：
1）将待测青霉素药片制成青霉素药片粉末涂抹在青霉素药片粉末层端；
2）将基于青霉素药片的摩擦纳米发电机放置在纯净无菌的环境中，连接示波器正负极测量其输出电压并记录；
3）再将基于青霉素药片的摩擦纳米发电机放置在待测环境中连接示波器正负极测量其输出电压信号；
4）测量其输出电压信号来反应青霉素药片的质量，通过对比两次电压信号的数值是否一致检测到环境是否为无菌环境。
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| Xia et al. | Milk-based triboelectric nanogenerator on paper for harvesting energy from human body motion | |
| Shankaregowda et al. | Single-electrode triboelectric nanogenerator based on economical graphite coated paper for harvesting waste environmental energy | |
| Chen et al. | An ultrathin stretchable triboelectric nanogenerator with coplanar electrode for energy harvesting and gesture sensing | |
| Zhao et al. | Flexible PVDF nanogenerator-driven motion sensors for human body motion energy tracking and monitoring | |
| Shi et al. | A liquid PEDOT: PSS electrode-based stretchable triboelectric nanogenerator for a portable self-charging power source | |
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| Li et al. | Miura folding based charge-excitation triboelectric nanogenerator for portable power supply | |
| Wang et al. | Size effect on the output of a miniaturized triboelectric nanogenerator based on superimposed electrode layers | |
| He et al. | Multifunctional triboelectric nanogenerator based on flexible and self-healing sandwich structural film | |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200821 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |