Effects of biomimetic cross-sectional morphology on the piezoelectric properties of BaTiO3 nanorods-contained PVDF fibers

材料科学 压电 纳米发生器 复合材料 纳米棒 钛酸钡 聚偏氟乙烯 纳米颗粒 形态学(生物学) 极化 纤维 碳纳米管 纳米技术 陶瓷 聚合物 铁电性 电介质 光电子学 生物 遗传学
作者
Young Kwang Kim,Sung‐Ho Hwang,Hye-Jin Seo,Soon Moon Jeong,Sang Kyoo Lim
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:97: 107216-107216 被引量:38
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2022.107216
摘要

In this study, the effects of the morphology of components on the performance of a piezoelectric nanogenerator were investigated. Polyvinylidene fluoride (PVDF) fibers with biomimetic cross-sectional morphologies inspired by plants were fabricated by integrating melt spinning, winding, and corona poling. The cross-sectional morphology of the PVDF fiber significantly influenced the piezoelectric performance because of differences in the exterior surface area and contact volume, which are important in the production of β-phase PVDF and crystallinity. The daffodil flower-shaped PVDF fiber exhibited the best piezoelectric performance among the PVDF fibers with various biomimetic cross-sectional morphologies (i.e., daffodil flower, radish flower, papyrus stem, and stalk grain stem) possessing different active areas for piezoelectricity generation. Its open-circuit voltage of 36.05 V and short-circuit current of 3.126 μA are attributable to its highest exterior surface area and contact volume, which maximize the active area (deformation area) for piezoelectricity generation. The effect of the morphology (nanoparticles and nanorods) of BaTiO3, which is another component of the piezoelectric nanogenerator, was also investigated using BaTiO3-contained PVDF fibers involving the daffodil flower-like cross-sectional morphology, namely, the PVDF-daffodil/BaTiO3 nanoparticle (NP) and PVDF-daffodil/BaTiO3 nanorod (NR). Compared with nanoparticles, the rod morphology more efficiently promoted asymmetry in the fiber during fabrication. The PVDF-daffodil/BaTiO3 NR produced an excellent open-circuit voltage of 62 V and a maximum power of 91 μW from human motion. This study provides new insights for the practical mass production and utilization of high-performance piezoelectric nanogenerators.
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
卞卞完成签到,获得积分10
6秒前
爱听歌的青筠完成签到,获得积分10
7秒前
echo完成签到 ,获得积分10
8秒前
11秒前
PeterBeau完成签到 ,获得积分10
12秒前
Xiaojiu完成签到 ,获得积分10
14秒前
风信子发布了新的文献求助10
16秒前
轩少的完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
王磊完成签到 ,获得积分10
20秒前
PGS完成签到 ,获得积分10
27秒前
文与武完成签到 ,获得积分10
28秒前
荔枝波波加油完成签到 ,获得积分10
31秒前
Ashley完成签到 ,获得积分10
31秒前
DOUBLE完成签到,获得积分10
38秒前
滴滴答答完成签到 ,获得积分10
39秒前
追寻绮烟完成签到,获得积分10
40秒前
bill完成签到,获得积分10
43秒前
凌忆文完成签到 ,获得积分0
44秒前
木之尹完成签到 ,获得积分10
47秒前
犹豫的若完成签到,获得积分10
51秒前
从心随缘完成签到 ,获得积分10
51秒前
T_MC郭完成签到,获得积分10
51秒前
彩云追月完成签到,获得积分20
59秒前
简奥斯汀完成签到 ,获得积分10
1分钟前
SCI完成签到,获得积分10
1分钟前
快乐枫完成签到 ,获得积分10
1分钟前
皇甫契发布了新的文献求助10
1分钟前
刘三哥完成签到,获得积分10
1分钟前
拉布拉多多不多完成签到,获得积分10
1分钟前
冷酷的闹闹完成签到 ,获得积分10
1分钟前
温柔觅松完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Jerry完成签到,获得积分10
1分钟前
Maggie完成签到 ,获得积分10
1分钟前
unowhoiam完成签到 ,获得积分10
1分钟前
。。。完成签到,获得积分10
1分钟前
盼盼完成签到,获得积分10
1分钟前
沫荔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
包子牛奶完成签到,获得积分10
1分钟前
laoxie301发布了新的文献求助50
1分钟前
高分求助中
Aspects of Babylonian celestial divination : the lunar eclipse tablets of enuma anu enlil 1500
中央政治學校研究部新政治月刊社出版之《新政治》(第二卷第四期) 1000
Hopemont Capacity Assessment Interview manual and scoring guide 1000
Classics in Total Synthesis IV: New Targets, Strategies, Methods 1000
Mantids of the euro-mediterranean area 600
Mantodea of the World: Species Catalog Andrew M 500
Insecta 2. Blattodea, Mantodea, Isoptera, Grylloblattodea, Phasmatodea, Dermaptera and Embioptera 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 内科学 物理 纳米技术 计算机科学 基因 遗传学 化学工程 复合材料 免疫学 物理化学 细胞生物学 催化作用 病理
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3434856
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3032180
关于积分的说明 8944456
捐赠科研通 2720147
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1492192
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 689725
邀请新用户注册赠送积分活动 685862