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
Powerfulg完成签到,获得积分10
1秒前
天边发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
微笑发布了新的文献求助10
2秒前
越野蟹完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
czlianjoy完成签到,获得积分10
3秒前
怡然如风完成签到,获得积分10
3秒前
春夏秋冬发布了新的文献求助10
3秒前
yc完成签到,获得积分10
3秒前
东坡完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
房延彤应助MRQ采纳,获得10
4秒前
5秒前
17完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
李健的小迷弟应助jiafei采纳,获得10
6秒前
阳静完成签到 ,获得积分10
6秒前
无极微光应助天边采纳,获得20
6秒前
lameliu完成签到,获得积分10
7秒前
yyy发布了新的文献求助30
7秒前
南城不南完成签到,获得积分10
7秒前
我乐个奇完成签到,获得积分10
7秒前
可鲁贝洛斯完成签到,获得积分10
7秒前
零一完成签到,获得积分10
7秒前
酷波er应助走四方采纳,获得10
8秒前
Sakura完成签到,获得积分10
8秒前
li完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
比格蹦蹦发布了新的文献求助10
8秒前
jfiefja发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
不发二区不改名完成签到,获得积分20
9秒前
王三完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
现代的茹嫣完成签到,获得积分10
9秒前
dake完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
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
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 600
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
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 6498994
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8294713
关于积分的说明 17699974
捐赠科研通 5595283
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2917814
邀请新用户注册赠送积分活动 1894905
关于科研通互助平台的介绍 1755642