기계적 에너지를 직류로 효율적으로 전환하는 일은 현재의 에너지 하베스팅 장치들이 여전히 직면한 중대한 과제이다. 이온성 트리보재료(ionic tribomaterials)에서는 이동 가능한 이온들의 변위와 분극이 생성 전하의 크기와 방향을 동적으로 제어할 수 있다. 이 과정은 반도체 기반 트리보볼타익(tribovoltaic) 시스템과 유사점을 공유하지만, 전기적 도전성과 전하 보유(유지)가 흔히 서로 경쟁하는 기존의 유전체(디일렉트릭) 트리보일렉트릭(triboelectric) 장치들과는 차이가 있다. 이온성 트리보재료가 점차 더 많은 주목을 받고 있음에도 불구하고, 기계적 운동으로부터 직류를 직접 생성하는 그 능력은 충분히 조사되지 않았다. 본 연구에서는 플라스틱화제(plasticizers)와 같은 이온성 성분을 일반적인 유전체 고분자(폴리염화비닐, polyvinyl chloride)에 도입하면 출력이 교류에서 직류로 전환됨을 보여준다. 이러한 과정은 접촉 대전(contact electrification)과 전극 분극(electrode polarization)의 결합에 의해 구동되며, 단일 설계로 통합하기가 일반적으로 어려운 접촉-분리, 미끄럼, 회전 운동의 모드 전반에 걸쳐 안정적인 직류 생성을 가능하게 한다. 그 결과로 얻어진 장치들은 장시간의 구동과 다양한 환경 조건 하에서도 안정적인 출력을 유지하여, 기계-전기 에너지 변환을 위한 견고하고 다목적 경로를 입증한다. 본 접근법은 고분자 기반 트리보일렉트릭 장치와 트리보볼타익 시스템 사이의 성능 격차를 연결하며, 지속가능한 에너지 하베스팅 기술에 널리 적용 가능한 전략을 제공한다.

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