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韓國光雲大學（Kwangwoon University）Tae-Jun Ha 教授團隊於 2024 年發表於 Energy & Environmental Materials 的最新研究，成功開發出基於 印刷聚偏氟乙烯（PVDF）薄膜與鈷基金屬有機框架（Co-MOF） 的高性能可穿戴摩擦納米發電機（TENG）。

DOI: 10.1002/eem2.12675

 

研究重點

材料創新整合

採用條形印刷 PVDF 薄膜結構，內嵌 Co-MOF 奈米顆粒。

Co-MOF 的引入促進 PVDF 晶相由 α 相轉為 β 相，使薄膜極化能力與電荷儲存效率大幅提升。

性能提升機制

透過調整 Co-MOF 的濃度與粒徑，可顯著提升 TENG 的開路電壓 (Voc) 與短路電流 (Isc)。

摩擦界面比表面積增加，進一步增強摩擦電效應與能量收集能力。

應用與可靠性

具備高操作穩定性與機械韌性，經過長期循環仍維持良好輸出。

研究團隊成功驅動 GPS 電路，證實可穿戴 TENG 在行動電子產品自供電應用的可行性。

 

實驗與材料重點（附 CAS No.）

• 聚偏氟乙烯（PVDF，Polyvinylidene fluoride） CAS 24937-79-9

• 鈷(II)硝酸鹽六水合物（Cobalt(II) nitrate hexahydrate） CAS 10026-22-9

• 2-甲基咪唑（2-Methylimidazole） CAS 693-98-1

• N,N-二甲基甲醯胺（DMF） CAS 68-12-2

• 甲醇（Methanol） CAS 67-56-1

• 乙醇（Ethanol） CAS 64-17-5

• 丙酮（Acetone） CAS 67-64-1

• 二甲基亞碸（DMSO） CAS 67-68-5

• N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP） CAS 872-50-4

以上為常見於 Co-MOF@PVDF 薄膜製程中的主要化學原料與溶劑，用於 MOF 前驅物合成、PVDF 溶解印刷及膜後處理。

 

為何值得關注

本研究展示了「高分子薄膜 × MOF 奈米材料」整合的潛力，可應用於：

• 實驗室可穿戴監測與環境感測裝置

• 移動電子與醫療監控自供電模組

• 智慧實驗室能源回收與微電源技術

對景明化工而言，這類技術代表 新材料、能源與製程創新 的結合方向，也展現化學材料供應在未來綠色能源與智慧製造中的角色價值。

 

研究出處：Energy Environ. Mater. 2024 | DOI 10.1002/eem2.12675

研究團隊：Tae-Jun Ha et al. | Kwangwoon University | South Korea

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