基于MoS₂改性BaTiO₃/P（VDF-TrFE）压电传感器的制备与性能研究

摘要

通过聚乙烯吡咯烷酮（PVP）修饰的钛酸钡（BTO@PVP）纳米颗粒与二硫化钼（MoS₂）的协同作用，开发具有增强压电性能的聚（偏氟乙烯-三氟乙烯）[P（VDF-TrFE）]基复合材料．X射线衍射（XRD）与透射电镜（TEM）表征证实PVP修饰在保持BTO钙钛矿晶体结构（空间群：P4mm）的同时，构建了均匀的聚合物-纳米颗粒界面．静电纺丝制备的BTO@PVP/P（VDF-TrFE）纤维膜呈现高度有序排列结构，其β相含量经傅里叶变换红外光谱（FTIR）定量分析达83.5%.MoS₂涂层形成二维导电网络，显著提升电荷传输效率．优化后的MoS₂-BTO@PVP/P（VDF-TrFE）传感器在36 N/3 Hz循环载荷下输出电压达4.5 V，较基础材料提升80%．电化学阻抗谱显示器件在100Ω负载下稳定输出1pW功率，验证了其在低功耗可穿戴设备与物联网系统中的适用性．研究为多尺度界面工程开发高性能压电传感器提供了新策略．

关键词

压电传感器 / MoS₂-BTO@PVP/P（VDF-TrFE） / 静电纺丝 / 压电复合材料