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
脑洞疼应助洋了个洋采纳,获得10
2秒前
奋斗晓曼应助可爱寻芹采纳,获得10
2秒前
2秒前
大饼完成签到 ,获得积分10
4秒前
栗子完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
亭树完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
高大寒梦完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
甜美千山完成签到 ,获得积分10
9秒前
乐羊发布了新的文献求助10
9秒前
七安发布了新的文献求助10
9秒前
笑笑发布了新的文献求助10
10秒前
稳重香芦完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
薇薇发布了新的文献求助10
11秒前
HIM发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
曹思佳完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
嘻嘻嘻发布了新的文献求助10
14秒前
饱满的宿敌完成签到,获得积分10
14秒前
0305完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
英俊的铭应助Pssion采纳,获得10
15秒前
科研通AI6.3应助mirutio采纳,获得10
15秒前
Eric发布了新的文献求助10
16秒前
NexusExplorer应助TT采纳,获得10
16秒前
16秒前
psy完成签到,获得积分10
17秒前
咕咕咕咕发布了新的文献求助10
17秒前
明理楷瑞发布了新的文献求助10
18秒前
田様应助美丽依波采纳,获得10
18秒前
18秒前
Denden发布了新的文献求助10
19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
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 600
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7389972
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8996197
关于积分的说明 19145192
捐赠科研通 7026776
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3228720
关于科研通互助平台的介绍 2391033
邀请新用户注册赠送积分活动 2210117