新型巨介电材料的制备因其作为体积储能器件的基础材料而受到人们极大的关注。在现代电子工业中，这类器件的小型化要求材料具有高介电常数和低损耗。

近日，韩国大邱庆北科学技术院Hoe Joon Kim报道了利用钛酸铋（BITO）/聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合薄膜成功构建了一种多单元混合型压电摩擦电纳米发电机（HNG）器件，并与PENG和TENG基器件进行了性能比较。

文章要点

1）采用混合氧化物路线制备的BiTO样品为具有Aba2空间群的正交晶体结构，表现出巨大的介电性能和非德拜型弛豫（non-Debye type of relaxation）。这种巨大的介电性能的产生与界面极化、跳跃极化和外加电极效应的综合作用有关。此外，铁电和铁磁行为的存在证实了BiTO在室温下具有多铁性。此外，研究人员在PDMS聚合物中引入BiTO巨介电材料增强了聚合物的内极化，并得到了P-E环的证实。

2）研究人员构造了一种简单的HNG器件结构，对于4 cmⅹ4 cm面积的器件，其输出电压为300 V，输出电流为4.7 μA。同时，在不同频率和不同加速度下，对单个HNG器件和多单元HNG器件进行了比较。

3）研究人员将HNG器件与组件一起安装在直线电机上，以获取不同加速度下的能量。此外，还利用HNG器件采集生物力学能量，收获的能量可以成功地储存在电容器中，可持续地为LED、计算器和手表等低功耗电子设备供电。

研究结果还将拓展高功率密度混合型压电摩擦器件在多种自给电源或蓝光能量采集方面的应用。

参考文献

Sugato Hajra, Aneeta Manjari Padhan, Manisha Sahu, Perumal Alagarsamy, Kyungtaek Lee and Hoe Joon Kim, Lead-free Flexible Bismuth Titanate-PDMS Composites: A Multifunctional Colossal Dielectric Material for Hybrid Piezo-Triboelectric Nanogenerator to Sustainably Power Portable  Electronics, Nano  Energy, (2021)

DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106316

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106316