自强化和导电纤维素复合水凝用于高灵敏度应变传感器和灵活的 triboelectric 纳米发电机
Wenqing Sun1, Xinyu Liu1, Wenhui Hua1
1Jiangsu Co-Innovation Center of Efficient Processing and Utilization of Forest Resources, International Innovation Center for Forest Chemicals and Materials, College of Chemical Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China.
International journal of biological macromolecules
|July 22, 2023
概括
研究人员开发了一种可持续的,双交联的纤维素水凝,用于灵活的能量采集. 这种环保材料使得自动供电的可穿戴传感器和高效的 triboelectric 纳米发电机 (TENG) 成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 收集能源 收集能源
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 部落电纳米发电机 (TENGs) 提供了有前途的能源采集,但在使用可持续材料制造灵活,可拉伸和环保的设备方面面临着挑战.
- 开发先进的电极材料对于提高TENG性能和实现可穿戴应用至关重要.
研究的目的:
- 用绿色原料为可拉伸TENG电极合成一种新的纤维素复合液凝.
- 为了研究材料的导电性,机械性能和自我强化能力.
- 为了证明水凝在自动供电的可穿戴传感器和能量收集设备中的应用.
主要方法:
- 乙纤维素宏观分子 (HECM) 的合成和制备双交联纤维素复合液凝.
- 在现场聚合醇以增强水凝导电性.
- 机械测试,包括自强化评估的循环压缩.
- 可拉伸式TENG和可穿戴式应变传感器的制造和测试.
主要成果:
- 合成的水凝具有0.40S/m的导电性.
- 双交联网络和纤维素骨架显著提高了机械性和自我强化 (10个循环后124.7%).
- 该材料表现出高灵敏度 (GF = 3.95),作为可穿戴式应变传感器,并通过TENG成功为LED和数字手表供电.
结论:
- 一种可持续和环保的纤维素复合液凝成功制造,用于先进的能源采集和自动供电电子产品.
- 开发的材料显示出灵活,可拉伸和高性能可穿戴传感器和TENGs的巨大潜力.
- 这项工作提出了一个可行的战略,用于创建绿色能源采集设备和自动供电的电子系统.
