The present report aims at the application of piezoelectric nanogenerators for non-destructive material discrimination. The detailed characteristics of zinc oxide (ZnO) nanosheet-based piezoelectric nanogenerator and its applications in mechanical energy harvesting and sensing are considered as major objectives of the present study. The nanogenerator is fabricated with ZnO nanosheet film prepared by hydrothermal method with necessary electrodes. The nanogenerator response as a function of different load resistances, different finger-tapping frequencies, different finger-tapping pressures, bending and twisting movements are recorded. The maximum output power of 18 nW is observed at the load resistance of 200 KΩ with 60 mV output voltage. The output voltages of ∼150 mV, 350 mV, and 200 mV are observed for finger-tapping, bending, and twisting movements, respectively. The output voltages of ∼76 mV, 100 mV, and 145 mV are observed for low, medium, and high pressures applied by the finger. Nanogenerator is also tested for its stability of the output at different points of time after the device fabrication and found stable over for one year. Further, the nanogenerator is used as an impact sensor for non-destructive material discrimination application. The output voltages of 176 mV, 225 mV, 272 mV, and 300 mV were observed for acrylic, ceramic, marble, glass balls of uniform diameter but with a different mass. The fabricated nanogenerator can discriminate the equal size materials of different densities. Further, ZnO nanosheet-based nanogenerator has potential applications in mechanical sensors due to the high flexibility and mechanical reliability of the ZnO nanosheets.

本报告旨在将压电纳米发电机应用于非破坏性材料鉴别。氧化锌（ZnO）纳米片基压电纳米发电机的详细特性及其在机械能收集和传感中的应用被认为是本研究的主要目标。纳米发电机由水热法制备的ZnO纳米片薄膜和必要的电极制成。记录了作为不同负载电阻、不同手指敲击频率、不同手指敲击压力、弯曲和扭曲运动的函数的纳米发电机响应。在 200 KΩ 负载电阻和 60 mV 输出电压下观察到的最大输出功率为 18 nW。对于手指敲击、弯曲、和扭转运动，分别。对于手指施加的低、中和高压力，观察到 ~76 mV、100 mV 和 145 mV 的输出电压。Nanogenerator 还在设备制造后的不同时间点进行了输出稳定性测试，发现稳定超过一年。此外，纳米发电机用作非破坏性材料鉴别应用的冲击传感器。对于直径均匀但质量不同的丙烯酸、陶瓷、大理石、玻璃球，观察到 176 mV、225 mV、272 mV 和 300 mV 的输出电压。制造的纳米发电机可以区分不同密度的相同尺寸的材料。此外，由于 ZnO 纳米片的高度灵活性和机械可靠性，基于 ZnO 纳米片的纳米发电机在机械传感器中具有潜在的应用。分别。对于手指施加的低、中和高压力，观察到 ~76 mV、100 mV 和 145 mV 的输出电压。Nanogenerator 还在设备制造后的不同时间点进行了输出稳定性测试，发现稳定超过一年。此外，纳米发电机用作非破坏性材料鉴别应用的冲击传感器。对于直径均匀但质量不同的丙烯酸、陶瓷、大理石、玻璃球，观察到 176 mV、225 mV、272 mV 和 300 mV 的输出电压。制造的纳米发电机可以区分不同密度的相同尺寸的材料。此外，由于 ZnO 纳米片的高度灵活性和机械可靠性，基于 ZnO 纳米片的纳米发电机在机械传感器中具有潜在的应用。分别。对于手指施加的低、中和高压力，观察到 ~76 mV、100 mV 和 145 mV 的输出电压。Nanogenerator 还在设备制造后的不同时间点进行了输出稳定性测试，发现稳定超过一年。此外，纳米发电机用作非破坏性材料鉴别应用的冲击传感器。对于直径均匀但质量不同的丙烯酸、陶瓷、大理石、玻璃球，观察到 176 mV、225 mV、272 mV 和 300 mV 的输出电压。制造的纳米发电机可以区分不同密度的相同尺寸的材料。此外，由于 ZnO 纳米片的高度灵活性和机械可靠性，基于 ZnO 纳米片的纳米发电机在机械传感器中具有潜在的应用。对于手指施加的低、中和高压力，观察到 ~76 mV、100 mV 和 145 mV 的输出电压。Nanogenerator 还在设备制造后的不同时间点进行了输出稳定性测试，发现稳定超过一年。此外，纳米发电机用作非破坏性材料鉴别应用的冲击传感器。对于直径均匀但质量不同的丙烯酸、陶瓷、大理石、玻璃球，观察到 176 mV、225 mV、272 mV 和 300 mV 的输出电压。制造的纳米发电机可以区分不同密度的相同尺寸的材料。此外，由于 ZnO 纳米片的高度灵活性和机械可靠性，基于 ZnO 纳米片的纳米发电机在机械传感器中具有潜在的应用。对于手指施加的低、中和高压力，观察到 ~76 mV、100 mV 和 145 mV 的输出电压。Nanogenerator 还在设备制造后的不同时间点进行了输出稳定性测试，发现稳定超过一年。此外，纳米发电机用作非破坏性材料鉴别应用的冲击传感器。对于直径均匀但质量不同的丙烯酸、陶瓷、大理石、玻璃球，观察到 176 mV、225 mV、272 mV 和 300 mV 的输出电压。制造的纳米发电机可以区分不同密度的相同尺寸的材料。此外，由于 ZnO 纳米片的高度灵活性和机械可靠性，基于 ZnO 纳米片的纳米发电机在机械传感器中具有潜在的应用。对于手指施加的低、中和高压，观察到 145 mV。Nanogenerator 还在设备制造后的不同时间点进行了输出稳定性测试，发现稳定超过一年。此外，纳米发电机用作非破坏性材料鉴别应用的冲击传感器。对于直径均匀但质量不同的丙烯酸、陶瓷、大理石、玻璃球，观察到 176 mV、225 mV、272 mV 和 300 mV 的输出电压。制造的纳米发电机可以区分不同密度的相同尺寸的材料。此外，由于 ZnO 纳米片的高度灵活性和机械可靠性，基于 ZnO 纳米片的纳米发电机在机械传感器中具有潜在的应用。对于手指施加的低、中和高压，观察到 145 mV。Nanogenerator 还在设备制造后的不同时间点进行了输出稳定性测试，发现稳定超过一年。此外，纳米发电机用作非破坏性材料鉴别应用的冲击传感器。对于直径均匀但质量不同的丙烯酸、陶瓷、大理石、玻璃球，观察到 176 mV、225 mV、272 mV 和 300 mV 的输出电压。制造的纳米发电机可以区分不同密度的相同尺寸的材料。此外，由于 ZnO 纳米片的高度灵活性和机械可靠性，基于 ZnO 纳米片的纳米发电机在机械传感器中具有潜在的应用。Nanogenerator 还在设备制造后的不同时间点测试了其输出的稳定性，发现稳定一年。此外，纳米发电机用作非破坏性材料鉴别应用的冲击传感器。对于直径均匀但质量不同的丙烯酸、陶瓷、大理石、玻璃球，观察到 176 mV、225 mV、272 mV 和 300 mV 的输出电压。制造的纳米发电机可以区分不同密度的相同尺寸的材料。此外，由于 ZnO 纳米片的高度灵活性和机械可靠性，基于 ZnO 纳米片的纳米发电机在机械传感器中具有潜在的应用。Nanogenerator 还在设备制造后的不同时间点进行了输出稳定性测试，发现稳定超过一年。此外，纳米发电机用作非破坏性材料鉴别应用的冲击传感器。对于直径均匀但质量不同的丙烯酸、陶瓷、大理石、玻璃球，观察到 176 mV、225 mV、272 mV 和 300 mV 的输出电压。制造的纳米发电机可以区分不同密度的相同尺寸的材料。此外，由于 ZnO 纳米片的高灵活性和机械可靠性，基于 ZnO 纳米片的纳米发电机在机械传感器中具有潜在的应用。纳米发电机用作非破坏性材料鉴别应用的冲击传感器。对于直径均匀但质量不同的丙烯酸、陶瓷、大理石、玻璃球，观察到 176 mV、225 mV、272 mV 和 300 mV 的输出电压。制造的纳米发电机可以区分不同密度的相同尺寸的材料。此外，由于 ZnO 纳米片的高度灵活性和机械可靠性，基于 ZnO 纳米片的纳米发电机在机械传感器中具有潜在的应用。纳米发电机用作非破坏性材料鉴别应用的冲击传感器。对于直径均匀但质量不同的丙烯酸、陶瓷、大理石、玻璃球，观察到 176 mV、225 mV、272 mV 和 300 mV 的输出电压。制造的纳米发电机可以区分不同密度的相同尺寸的材料。此外，由于 ZnO 纳米片的高度灵活性和机械可靠性，基于 ZnO 纳米片的纳米发电机在机械传感器中具有潜在的应用。