基于聚合作用驱动的聚合物(dimsiloxane)微流体芯片的电动力学能量收集

从孔隙材料中的蒸发驱动流动中收集电动力学能量的研究近年来日益受到关注，尤其是由于高效转换效率纳米材料的开发。能量转换元件位于蒸发驱动流动的被动驱动元件下游的配置几乎未受到研究。然而，这种配置通过增加蒸发表面积和/或能量转换元件的液压阻力，简单地增加所收集能量的可能性。在本工作中，我们使用聚合物(dimethylsiloxane)(PDMS)芯片作为"人工叶子"，驱动通过聚苯磺酸酯球体插塞于亚毫米管道中的聚合作用诱导流动进行能量转换。通过对 PDMS 叶脉的恰当设计，我们报告了首次实验证据表明聚合作用驱动的流动可产生电动力学能量转换，且该能量随聚合作用面积的增加而增大。我们还通过演示这种增大受限于 PDMS 叶脉中的气液相互作用(cavitation)，即只要叶内水压达到 $P_\text{leaf} \simeq 0$~bar 时就会系统性发生。无论何种气液相互作用阈值，这种现象都对该配置施加了内在限制，凸显了创新策略以提高从蒸发中收集电动力学能量的必要性。