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 BV]
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.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
大胆的寻菡完成签到,获得积分10
1秒前
ly发布了新的文献求助10
1秒前
Annlucy发布了新的文献求助100
2秒前
Aiden完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
5秒前
66发布了新的文献求助10
5秒前
梦想启航应助科研小白采纳,获得10
6秒前
whrmerry完成签到,获得积分10
6秒前
Owen应助lin采纳,获得10
6秒前
梦想启航应助MADAO采纳,获得10
7秒前
梦想启航应助MADAO采纳,获得10
7秒前
天天快乐应助MADAO采纳,获得10
7秒前
HaojunWang发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
希遇安完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Lyzanilia完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
梦想启航应助陌雪采纳,获得10
10秒前
dcfgvh1发布了新的文献求助10
10秒前
huyan完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI6.1应助666采纳,获得10
12秒前
12秒前
嘉2026发布了新的文献求助20
12秒前
123321发布了新的文献求助10
13秒前
受伤白昼完成签到,获得积分10
13秒前
小一发布了新的文献求助10
13秒前
大个应助乾之三爻采纳,获得10
14秒前
15秒前
武坤发布了新的文献求助10
15秒前
科目三应助nice采纳,获得10
16秒前
青禾向暖完成签到,获得积分10
16秒前
布布发布了新的文献求助10
17秒前
袁融发布了新的文献求助10
17秒前
xushm完成签到 ,获得积分10
17秒前
小二郎应助暖冬的向日葵采纳,获得10
17秒前
爱吃泡芙完成签到,获得积分10
18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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6513609
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8306957
关于积分的说明 17749429
捐赠科研通 5615521
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2924224
邀请新用户注册赠送积分活动 1901295
关于科研通互助平台的介绍 1762906