Influencia del óxido de grafeno en la salida de voltaje de un dispositivo triboeléctrico basado en películas termoplásticas de PVA/ almidón y PTFE

Abstract

En el presente trabajo se fabricó unos nanogeneradores triboeléctricos (TENGs) eco-amigables y de bajo costo de fabricación, primero se fabricó una película delgada de almidón la cual es comparada con una película delgada hecha de una mezcla de almidón y alcohol polivinílico (5% en peso). Luego, se obtuvo óxido de grafeno a partir de grafito mediante el uso del método de Hummers modificado. Luego, se tomó como matriz a la película delgada de almidón y alcohol polivinílico (PVA/almidón), y se fabricaron nuevas películas delgadas añadiéndoles distintas concentraciones de óxido de grafeno (OG), 0, 1, 2, 3 mg/ml (PVA/almidón/OG). El óxido de grafeno fue caracterizado por los siguientes métodos: difracción de rayos X (DRX), espectroscopía infrarroja de transformada de Fourier (FTIR), y espectroscopia Raman. Las películas delgadas obtenidas son de 60 ± 4 μm. Estas películas delgadas fueron caracterizadas por los métodos mencionados anteriormente para el OG, además de microscopía electrónica de barrido (SEM). También se estudiaron eléctricamente usando distintas frecuencias, 1, 2, 4, 8 Hz y distintas fuerzas de choque 3, 6, 9, 12 N. Primero, se estudió los voltajes de salida de la película de almidón y de la película de PVA/almidón, donde la película de PVA/almidón tiene una mejor respuesta de salida. En las películas de PVA/almidón/OG, la de concentración de 2 mg/ml es la de mayor eficacia en cuanto a salida de voltaje. Al realizar las mediciones de corriente para las películas de PVA/almidón/OG al igual que en el caso de la salida de voltaje, la película de concentración de 2 mg/ml tiene una mayor eficacia. Finalmente, se hizo una prueba de biodegradación a las películas de PVA/almidón/OG, siguiendo la norma ASTM D5247-92.