为可穿戴电子产品开发具有高热电和强大的机械性能的基于SWCNT的空气稳定型n型复合材料
Jiye Xiao1,2, Zhen Zhang3, Jun Long2
1College of Chemistry and Environmental Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China.
ACS applied materials & interfaces
|March 22, 2024
概括
研究人员使用聚合物和碳纳米管开发了新的灵活,稳定的n型有机热电材料. 这些材料为可穿戴电子产品和温度传感器提供出色的机械性能和高功率系数.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 收集能源 收集能源
背景情况:
- 灵活的有机热电发生器对于可穿戴电子产品至关重要,利用人体热量.
- 一个关键的挑战是缺乏具有强大的机械性质的稳定在空气中的n型有机材料.
研究的目的:
- 为了合成新的稳定于空气的n型有机热电材料.
- 评估它们在柔性热电发电机和可穿戴传感器中的性能.
主要方法:
- 在单壁碳纳米管 (SWCNTs) 中,对甲和二末聚乙烯甘醇 (PEGDA) 的多重凝聚,具有不同的分子重量.
- 由此产生的HDCN4/SWCNT和HDCN8/SWCNT复合材料的功率因子,空气稳定性,抗拉强度和灵活性的表征.
主要成果:
- HDCN4/SWCNT和HDCN8/SWCNT复合材料表现出高功率因子 (225.9和108.2μW m−1 K−2).
- 在没有封装的情况下,材料在空气中保持了超过90%的性能,持续了四个月.
- HDCN4/SWCNT表现出优越的抗拉强度 (33.2 MPa) 和灵活性 (10%的应变).
- 一个设备产生了4.2微瓦的功率;传感器实现了0.1K的温度分辨率.
结论:
- 建立了一种生产稳定于空气,机械坚固的n型有机热电材料的可行方法.
- 这些材料显示出先进的可穿戴电子和传感应用的巨大潜力.
- 开发的材料代表了n型有机热电材料的突破,具有高功率因子和机械完整性.
