基于聚乙烯化物的高输出柔性压电装置,包含纤维素纳米纤维/BaTiO3@TiO2的压电核心外结构
Jingyao Zhang1, Xinyi Song1, Shuoang Cao1
1School of Resources, Environment and Materials, Guangxi University, Nanning 530004, China; State Key Laboratory of Featured Metal Materials and Life-cycle Safety for Composite Structures, MOE Key Laboratory of New Processing Technology for Nonferrous Metals and Materials, Guangxi University, Nanning 530004, China.
International journal of biological macromolecules
|June 16, 2024
概括
这项研究介绍了一种新的纤维素纳米纤维/BaTiO3@TiO2核心外结构,用于柔性压电薄膜. 这种新材料提高了可穿戴电子产品和压力传感器的稳定性和性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 灵活的复合膜对于可穿戴设备和便携式电子产品至关重要.
- 提高聚合物复合材料的填充剂分散和结构完整性对于提高性能至关重要.
- 核心外结构为先进的材料特性提供了潜力.
研究的目的:
- 为了合成一种新的芯结构的纤维素纳米纤维/BaTiO3@TiO2 (CNF/BTO@TiO2).
- 为了研究这种核心外结构对聚乙烯化物 (PVDF) 复合膜的性能的影响.
- 评估开发的柔性复合材料薄膜的压电和传感能力.
主要方法:
- 使用纤维素纳米纤维 (CNF) 作为稳定剂合成CNF/BTO@TiO2核心外纳米结构.
- 将核心外结构纳入聚乙烯化物 (PVDF) 矩阵中.
- 复合膜结构的特征,相位含量 (特别是β相),压电系数和输出电压/电流.
主要成果:
- CNF/BTO@TiO2核心外结构改善了填充剂分散,并减少了PVDF矩阵中的结构缺陷.
- 核心外结构的5%重量负载导致PVDF复合材料中的β相含量为61.89%.
- 压电系数达到84.29 pm/V,最大输出开通电压 (VOC) 为13.10 V,短路电流 (ISC) 为464.3 nA.
结论:
- 新的CNF/BTO@TiO2核心外结构有效地增强了PVDF复合膜的压电特性.
- 开发的柔性复合材料薄膜表现出卓越的压力传感能力.
- 这些材料对灵活的电子设备和传感器的应用具有重大前景.
