High Performance Flexible Piezoelectric Nanogenerators based on BaTiO3 Nanofibers in Different Alignment Modes

材料科学 纳米发生器 极化 压电 纳米纤维 能量收集 静电纺丝 电介质 电容器 复合材料 光电子学 纳米技术 电压 聚合物 铁电性 功率(物理) 电气工程 物理 量子力学 工程类
作者
Jing Yan,Young Gyu Jeong
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:8 (24): 15700-15709 被引量:210
标识
DOI:10.1021/acsami.6b02177
摘要

Piezoelectric nanogenerators, harvesting energy from mechanical stimuli in our living environments, hold great promise to power sustainable self-sufficient micro/nanosystems and mobile/portable electronics. BaTiO3 as a lead-free material with high piezoelectric coefficient and dielectric constant has been widely examined to realize nanogenerators, capacitors, sensors, etc. In this study, polydimethylsiloxane (PDMS)-based flexible composites including BaTiO3 nanofibers with different alignment modes were manufactured and their piezoelectric performance was examined. For the study, BaTiO3 nanofibers were prepared by an electrospinning technique utilizing a sol-gel precursor and following calcination process, and they were then aligned vertically or horizontally or randomly in PDMS matrix-based nanogenerators. The morphological structures of BaTiO3 nanofibers and their nanogenerators were analyzed by using SEM images. The crystal structures of the nanogenerators before and after poling were characterized by X-ray diffraction. The dielectric and piezoelectric properties of the nanogenerators were investigated as a function of the nanofiber alignment mode. The nanogenerator with BaTiO3 nanofibers aligned vertically in the PDMS matrix sheet achieved high piezoelectric performance of an output power of 0.1841 μW with maximum voltage of 2.67 V and current of 261.40 nA under a low mechanical stress of 0.002 MPa, in addition to a high dielectric constant of 40.23 at 100 Hz. The harvested energy could thus power a commercial LED directly or be stored into capacitors after rectification.
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
manmanzhong完成签到 ,获得积分10
1秒前
lnb666777888完成签到 ,获得积分10
2秒前
LINDENG2004完成签到 ,获得积分10
2秒前
DOC_XIONG应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
DOC_XIONG应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
6秒前
11秒前
藏 青 朗 姆 酒完成签到,获得积分10
14秒前
蔡从安完成签到,获得积分20
14秒前
18秒前
18秒前
潇洒的血茗完成签到 ,获得积分10
18秒前
phepromet发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
22秒前
阿道完成签到,获得积分10
23秒前
吉吉国王完成签到 ,获得积分10
23秒前
Richie0020发布了新的文献求助10
24秒前
29秒前
LY0430完成签到 ,获得积分10
29秒前
打打应助医学小萌新采纳,获得10
32秒前
gglp完成签到 ,获得积分10
35秒前
Haibrar完成签到 ,获得积分10
35秒前
Visiony完成签到,获得积分10
35秒前
XXXX完成签到 ,获得积分10
36秒前
震动的秋凌完成签到,获得积分10
39秒前
潜行者完成签到 ,获得积分10
42秒前
zhang完成签到 ,获得积分10
42秒前
宋江他大表哥完成签到,获得积分10
46秒前
Leo963852完成签到 ,获得积分10
51秒前
小蘑菇应助常达采纳,获得10
53秒前
1分钟前
1分钟前
神一样的鸟完成签到 ,获得积分10
1分钟前
等待安莲发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
Hinsanity完成签到,获得积分10
1分钟前
Sunny完成签到,获得积分10
1分钟前
yj关注了科研通微信公众号
1分钟前
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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 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 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 7711544
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9267752
关于积分的说明 20067949
捐赠科研通 7288086
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3297233
关于科研通互助平台的介绍 2451795
邀请新用户注册赠送积分活动 2304252