微和纳米纤维素薄膜中的柔电和压电效应
Hanna Trellu1, Julien Le Scornec2, Nadège Leray3
1Nantes Univ, CNRS, IETR UMR 6164, F-44000 Nantes, France; UR1268 BIA, INRAE, F-44316 Nantes, France.
Carbohydrate polymers
|September 22, 2023
概括
这项研究表明,改性纤维素薄膜具有显著增强的柔电和压电性能. 这些可持续材料为高性能曲率传感器提供了潜力,不需要事先抛光.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 柔电性和压电性是先进材料的关键性质.
- 纤维素是一种可持续的生物聚合物,正在探索其在能源采集和传感应用中的潜力.
- 了解纤维素中柔电和压电效应的贡献对于材料设计至关重要.
研究的目的:
- 评估纤维素薄膜中对宏观偏振的柔电和压电贡献.
- 为了确定不同形态和表面电荷的纤维素薄膜的柔电 (μ31) 和压电 (e31,f) 系数.
- 研究纤维素基材料在可持续曲率传感器中的潜力.
主要方法:
- 杆束曲实验是在独立的和双层纤维素薄膜上进行的.
- 理论发展被用来分离柔电和压电贡献.
- 准备了五种类型的纤维素薄膜:中性纤维素微纤维 (CMF) 和氧化纤维素微纤维 (TCMF) 和带有表面电荷的纳米纤维 (TCNF).
主要成果:
- 在TEMPO氧化纤维素薄膜中,介电常数高达PVDF的9倍.
- 这些氧化纤维素薄膜表现出最大的柔电系数,比合成聚合物高7倍.
- 表面极群和电荷显著增强了非极化的纤维素中的柔电和压电.
结论:
- 极群和表面电荷的存在增加了纤维素中的柔电和压电.
- 基于纤维素的薄膜对开发具有高有效电系数的可持续曲率传感器充满希望.
- 这些材料消除了对能源密集型抛光步骤的需求,使得传感器制造更简单.
