Enhanced performance of a cellulose nanofibrils-based triboelectric nanogenerator by tuning the surface polarizability and hydrophobicity

摩擦电效应 表面改性 纤维素 纳米发生器 材料科学 纳米纤维素 硅烷 化学工程 极化率 纳米技术 复合材料 化学 有机化学 分子 压电 工程类
作者
Shuangxi Nie,Qiu Fu,Xuejiao Lin,Chenyuan Zhang,Yanxu Lu,Shuangfei Wang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:404: 126512-126512 被引量:224
标识
DOI:10.1016/j.cej.2020.126512
摘要

Cellulose is the most abundant natural polymer on earth. Because it is renewable, biodegradable, and biocompatible, it offers distinct advantages as a starting material for bio-based triboelectric nanogenerator (bio-TENG). However, weak polarity, poor hydrophobicity, and insufficient functionalization on the natural cellulose surface severely limit the development of high-performance cellulose-based TENGs. In this work, chemical functionalization is employed to control the surface polarizability and hydrophobicity of cellulose nanofibrils (CNFs). Functional groups on the CNF surface are modified with triethoxy-1H,1H,2H,2H-tridecafluoro-n-octylsilane (PFOTES) in a straightforward and facile process. Fluorine-bearing silane chains are grafted to the surface of CNFs, which increases their triboelectric charge density and improves their hydrophobicity. Experimental results demonstrate that the surface polarity of CNFs is greatly improved after PFOTES modification. The PFOTES-CNF-based TENG exhibits good resistance to humidity and long-term cycle stability, and it retains 70% of the initial output performance at 70% ambient humidity. The short-circuit current of the PFOTES-CNF-based TENG reached 9.3 μA, which is about twice that of CNF-based TENG prior to modification. These results clearly indicate that PFOTES can be used to control CNF surface polarizability and hydrophobicity, advancing the search for durable, high-performance, degradable bio-TENGs.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
情怀应助玩命的靖仇采纳,获得10
刚刚
万能图书馆应助沐易采纳,获得10
刚刚
Han发布了新的文献求助10
刚刚
张洁铃完成签到,获得积分10
1秒前
LUO完成签到,获得积分10
1秒前
ding发布了新的文献求助10
1秒前
隐形曼青应助又发了NSC采纳,获得10
1秒前
1秒前
天天快乐应助吁愚雨豫采纳,获得10
2秒前
NexusExplorer应助乐观的菜汪采纳,获得10
2秒前
顺心冬卉发布了新的文献求助10
2秒前
LLR发布了新的文献求助10
2秒前
撒旦撒发布了新的文献求助30
3秒前
ballon发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
天天快乐应助酷酷易巧采纳,获得10
4秒前
大个应助xinxin采纳,获得10
4秒前
5秒前
赵锐发布了新的文献求助20
5秒前
12345完成签到,获得积分10
5秒前
newman发布了新的文献求助10
5秒前
安安发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
Yucorn完成签到 ,获得积分10
6秒前
代何完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
陈泳帆完成签到,获得积分10
7秒前
liushikai应助QQWQEQRQ采纳,获得20
7秒前
7秒前
乐观小之发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
刘以宁完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
印第安纳0号特工完成签到,获得积分10
8秒前
研友_8RlG1n发布了新的文献求助30
8秒前
9秒前
小马甲应助liguanyu1078采纳,获得30
9秒前
9秒前
10秒前
王肖完成签到,获得积分20
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6038886
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7767379
关于积分的说明 16224455
捐赠科研通 5184924
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2774745
邀请新用户注册赠送积分活动 1757552
关于科研通互助平台的介绍 1641792