ABSTRACT The triboelectric nanogenerator (TENG) is a recent mechanical energy harvesting technology that has been attracting significant attention. Its working principle involves the combination of triboelectrification and electrostatic induction. The TENG can harvest electrical energy from both solid–solid and liquid–solid contact TENGs. Due to their physical difference, triboelectric materials in the solid–solid TENG need to have high mechanical properties and the surface of the liquid–solid contact TENG should repel water. Therefore, the surface of the TENG must be versatile for applications in both solid–solid and liquid–solid contact environments. In this work, we develop a solid–solid/liquid–solid convertible TENG that has a slippery liquid-infused porous surface (SLIPS) at the top of the electrode. The SLIPS consists of a HDFS coated hierarchical Al(OH)3 structure and fluorocarbon liquid. The convertible TENG developed in this study is capable of harvesting electricity from both solid–solid and liquid–solid contacts due to the high mechanical property of Al(OH)3 and the water-based liquid repelling nature of the SLIPS. When the contact occurs in freestanding mode, electrical output was generated through solid–solid/liquid–solid sliding motions. The convertible TENG can harvest electricity from both solid–solid and liquid–solid contacts; thus, it can be a unified solution for TENG surface fabrication.

中文翻译：

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基于氟碳液体注入表面的固-固/液-固摩擦纳米发电机的多功能表面

摘要 摩擦纳米发电机（TENG）是近年来引起广泛关注的机械能量收集技术。其工作原理涉及摩擦起电和静电感应相结合。TENG 可以从固-固和液-固接触的 TENG 中获取电能。由于它们的物理差异，固-固 TENG 中的摩擦电材料需要具有较高的机械性能，并且液-固接触 TENG 的表面应排斥水。因此，TENG 的表面必须适用于固-固和液-固接触环境中的应用。在这项工作中，我们开发了一种固-固/液-固可转换 TENG，在电极顶部具有光滑的液体注入多孔表面 (SLIPS)。SLIPS 由 HDFS 涂层的分层 Al(OH)3 结构和碳氟化合物液体组成。由于 Al(OH)3 的高机械性能和 SLIPS 的水基液体排斥特性，本研究中开发的可转换 TENG 能够从固-固和液-固接触中获取电能。当接触以独立模式发生时，通过固-固/液-固滑动运动产生电输出。可转换的 TENG 可以从固-固和液-固接触中获取电能；因此，它可以成为 TENG 表面制造的统一解决方案。由于 Al(OH)3 的高机械性能和 SLIPS 的水基液体排斥特性，本研究中开发的可转换 TENG 能够从固-固和液-固接触中获取电能。当接触以独立模式发生时，通过固-固/液-固滑动运动产生电输出。可转换的 TENG 可以从固-固和液-固接触中获取电能；因此，它可以成为 TENG 表面制造的统一解决方案。由于 Al(OH)3 的高机械性能和 SLIPS 的水基液体排斥特性，本研究中开发的可转换 TENG 能够从固-固和液-固接触中获取电能。当接触以独立模式发生时，通过固-固/液-固滑动运动产生电输出。可转换的 TENG 可以从固-固和液-固接触中获取电能；因此，它可以成为 TENG 表面制造的统一解决方案。