第5章總結(jié)與展望5.1結(jié)論本研究的主要目的在于探究β-Ni(OH)2/MXene自驅(qū)動氣體傳感器在乙醇氣體檢測這樣一有關(guān)方面的應用。在研究中，我們制備了β-Ni(OH)2/MXene材料，并將其應用于氣體傳感器中，發(fā)現(xiàn)該傳感器室溫下在進行乙醇氣體檢測方面表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，具有靈敏度高、響應時間短、穩(wěn)定性好等特點，驗證了β-Ni(OH)2和MXene的協(xié)同作用可增強氣敏性能。然后測試β-Ni(OH)2@PVDF摩擦電納米發(fā)電機的發(fā)電性能，選擇其中性能最好的作為摩擦納米發(fā)電機的一部分，發(fā)現(xiàn)β-Ni(OH)2摻雜濃度對P由此可見，本研究對于諸多領(lǐng)域有關(guān)乙醇氣體的檢測問題有著不可或缺的應用價值。此外，未來我們還需要進一步探究β-Ni(OH)2/MXene自驅(qū)動氣體傳感器在更廣泛的領(lǐng)域的應用，如空氣污染檢測、醫(yī)療診斷、農(nóng)業(yè)與工業(yè)等領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上，我們可以進一步優(yōu)化傳感器的設(shè)計和制備，提高其性能以便成功應用在多種領(lǐng)域，為解決大氣污染、醫(yī)療診斷、農(nóng)業(yè)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜上所述，本研究成功利用了接觸式摩擦納米發(fā)電機發(fā)電能力來驅(qū)動自驅(qū)動氣體傳感器的檢驗過程，并研究不同濃度目標氣體對于自驅(qū)動氣體傳感器的性能表現(xiàn)，為乙醇氣體檢測提供了一種新的思路和方法，對于推動氣體傳感器的發(fā)展和應用具有重要的意義，同時對于推進環(huán)境保護、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域的發(fā)展也具有積極的意義。5.2環(huán)境、經(jīng)濟、社會影響分析5.2.1環(huán)境影響分析β-Ni(OH)2/MXene首先，制備β-Ni(OH)2/MXene的自驅(qū)動氣體傳感器的過程中所使用的材料不會產(chǎn)生較大的污染物，β-Ni(OH)2在其制備過程中使用的化學試劑使用量相對較少，對環(huán)境不會造成顯著影響，而其作為一種重要的過渡金屬氫氧化物，由于其低成本、高安全性和優(yōu)異的電化學性能，在儲能應用中越來越受到關(guān)注。MXene是一種新型的二維材料，制備過程中需要使用高溫下的氫氟酸，DMF等化學試劑，而氫氟酸、DMF即便在此過程中對環(huán)境以及人體均有一定的危害，但在制備過程中有著嚴格的防護措施以及操作規(guī)范，使得對于環(huán)境的影響相對較小。因此β-Ni(OH)其次，β-Ni(OH)2/MXene的自驅(qū)動氣體傳感器在使用過程中對于環(huán)境的影響相對較小。傳感器的使用過程中不會產(chǎn)生污染，并且β-Ni(OH)25.2.2經(jīng)濟影響分析β-Ni(OH)2/MXene首先，β-Ni(OH)2/MXene的自驅(qū)動氣體傳感器的發(fā)展具有重要的意義，隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，其不僅可以運行LED和溫濕度傳感器等微電子設(shè)備，還可以檢測手指觸摸、肘部彎曲等身體動作，在物聯(lián)網(wǎng)時代，自供電乙醇傳感器在農(nóng)業(yè)、化工等許多領(lǐng)域都是必不可少的，并且在未來摩擦納米發(fā)電機自供電氣體傳感器的應用領(lǐng)域其次β-Ni(OH)2/MXene的自驅(qū)動氣體傳感器的生產(chǎn)成本相對較低，制備的過程相對簡單，在規(guī)模化生產(chǎn)的過程中原材料的采購成本也會進一步降低，并且其低功耗的特點，β-Ni(OH)25.2.3社會影響分析β-Ni(OH)2/MXene首先，β-Ni(OH)2/MXene的自驅(qū)動氣體傳感器的發(fā)展在保護環(huán)境這一方面具有重大的潛力，隨著工業(yè)化、全球化的不斷加深，乙醇氣體對于生產(chǎn)生活的影響需要重視起來，β-Ni(OH)2/MXene的自驅(qū)動乙醇氣體傳感器可以實現(xiàn)對于乙醇氣體的監(jiān)測，使得在生產(chǎn)過程中能夠及時發(fā)現(xiàn)減少其對于正常生產(chǎn)的負面影響，防止由于其與空氣混合，暴露在明火和高熱下可引起燃燒和爆炸其次，β-Ni(OH)2/MXene的自驅(qū)動氣體傳感器的發(fā)展在公共的安全保障這一方面也具有重大意義。在安全生產(chǎn)、交通安全、消防等領(lǐng)域，傳感器技術(shù)已經(jīng)成為不可或缺的一部分，β-Ni(OH)2/MXene的自驅(qū)動氣體傳感器其低功耗，小型化與易維護等特點，并能夠在工業(yè)領(lǐng)域具有巨大潛力，成為公共安全領(lǐng)域的重要工具。β-Ni(OH)5.3展望近年來，隨著行業(yè)的不斷進步，對于空氣中乙醇氣體的檢測變得舉足輕重，乙醇是揮發(fā)性有機化合物的關(guān)鍵成分，在發(fā)酵過程控制、監(jiān)測酒后駕駛和檢測化工廠潛在泄漏等工業(yè)領(lǐng)域都會有很廣闊的運用空間。隨著MXene材料應用不斷擴展，基于β-Ni(OH)2/MXene在該研究中，研究人員成功制備了一種基于β-Ni(OH)2/MXene此外，近年來，摩擦納米發(fā)電機已被應用于構(gòu)建自供電氣體傳感系統(tǒng)，并取得了顯著的性能表現(xiàn)，它將靜電感應和摩擦通電結(jié)合在一起，從環(huán)境中收集機械能，然后將機械運動轉(zhuǎn)化為電能，廣泛應用于可穿戴電子產(chǎn)品。摩擦納米發(fā)電機不僅可以運行l(wèi)ed和溫濕度傳感器等微電子設(shè)備，還可以檢測手指觸摸、肘部彎曲等身體動作在不久的未來便很可能出現(xiàn)便攜式的檢測乙醇氣體的自驅(qū)動氣體傳感器，通過人體的反應來實現(xiàn)實時監(jiān)測中各項需求，響應農(nóng)業(yè)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對低功耗、小型化和可維護的要求，再進一步實現(xiàn)室溫高濕環(huán)境下乙醇氣體的大范圍、高靈敏度檢測，為未來智能化的趨勢打下堅定的基礎(chǔ)。在未來的研究中，可以更進一步去深入探索并優(yōu)化PVDF膜中MXene材料的摻雜濃度，提高摩擦納米發(fā)電機的發(fā)電效率以及傳感器的檢測靈敏度；同時也可以進一步的改進傳感器的設(shè)計以及制備工藝，提高傳感器的靈敏度和穩(wěn)定性，以更好地適應實際應用需求。參考文獻劉澤軒.張甘英.吳葉范.曉捷.半導體型乙醇傳感器研究近況[J].功能材料與器件學報.2022,28(05).蔣亞東,謝光忠,蘇元杰.物聯(lián)天下,傳感先行[M].北京:科學出版社.H.U.Khan,M.Tariq,M.Shah,M.Iqbal,M.T.Jan,Inquestofhighlysensitive,selectiveandstableammonia(NH3)gassensor:Structural,morphologicalandgassensingpropertiesofpolyvinylpyrrolidone(PVP)/CuOnanocomposite,SyntheticMetals,268(2020)116482.賈貞貞.鐘先錦.吳丹.方麗波.沈慧.安燕.戴若萌.β-環(huán)糊精改性聚氨酯基摩擦納米發(fā)電機的濕度阻抗研究[J].表面技術(shù).2023,52(11).陳雨潤.張虎.徐才華.鄧龍.謝立強.面向環(huán)境振動能量收集的直流摩擦納米發(fā)電機技術(shù)進展[J].微納電子技術(shù).2023,60(07).D.R.Miller,S.A.Akbar,P.A.Morris,Nanoscalemetaloxide-basedheterojunctionsforgassensing:areview,Sens.ActuatorsB:Chem.204(2014)250–272.林金堂,王嘉鑫,丘志榕.李典倫.多孔聚二甲基硅氧烷薄膜的制備及摩擦發(fā)電性能研究[J].電子元件與材料,2020,39(7):90-94,101.張迪,林忠華,楊紹輝.李暉.蔣清山.肖國紅.點吸收式波浪能摩擦納米發(fā)電系統(tǒng)輸出性能的仿真研究[J].海洋技術(shù)學報,2021,40(3):75-83.何劍,錢鑠,趙東陽,丑修建.一體式柔性可拉伸拱形摩擦-壓電復合納米發(fā)電機[J].兵器裝備工程學報,2020,41(10):156-160.WanQ.,LiQ.H.,ChenY.J.,etal.FabricationandethanolsensingcharacteristicsofZnOnanowiregassensors[J].AppliedPhysicsLetters,2004,84(18):3654-3.RoutC.S.,KrishnaS.H.,VivekchandS.R.C.,etal.HydrogenandethanolsensorsbasedonZnOnanorods,nanowiresandnanotubes[J].ChemicalPhysicsLetters,2006,418(4-6):586-590.YangZ.,LiL.M.,WanQ.,etal.High-performanceethanolsensingbasedonanalignedassemblyofZnOnanorods[J].SensorsandActuatorsB-Chemical,2008,135(1):57-60.ChuX.F.,WangC.H.,JiangD.L.,etal.Ethanolsensorbasedonindiumoxidenanowirespreparedbycarbothermalreductionreaction[J].ChemicalPhysicsLetters,2004,399(4-6):461-464.WangB.,ZhuL.F.,YangY.H.,etal.FabricationofaSnO2nanowiregassensorandsensorperformanceforhydrogen[J].JournalofPhysicalChemistryC,2008,112(17):6643-6647.張彥增.談摩擦起電原因的研究歷史[J].長春師范大學學報,1995,6):73-4.Maene,N.,Vandenbroeck,J.,Allaert,K.On-chipelectrostaticdischargeprotectionsinadvancedCMOStechnologies[J].MicroelectronicsReliability.1992,32(11):1545-1550.李明澤.基于摩擦納米發(fā)電機式的自供電傳感器系統(tǒng)的研究[D].遼寧.大連理工大學.2017.白春禮.納米科技及其發(fā)展前景[J].科學通報,2001,52(2):37-.WANGZL.Self-PoweredNanotech[J].ScientificAmerican,2008,298(1):82-7.周隴.唐毓婧.賈軼靜.李曉敏.鄧瑩楠.摩擦納米發(fā)電機性能的優(yōu)化策略及應用研究進展[J].傳感器與微系統(tǒng).2024,43(01).蒲雄.王杰.王中林.摩擦納米發(fā)電機基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新進展[J].科技導報.2023,41(19).芮品淑.李冬鵬.電容器理論與摩擦納米發(fā)電機[J].浙江大學學報(理學版).2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