Interface induced performance enhancement in flexible BaTiO3/PVDF-TrFE based piezoelectric nanogenerators

材料科学 压电 纳米复合材料 纳米线 纳米发生器 复合材料 相(物质) 压电系数 聚合物 色散(光学) 纳米技术 光学 物理 有机化学 化学
作者
Kunming Shi,Bin Chai,Haiyang Zou,Peiyue Shen,Bin Sun,Pingkai Jiang,Zhiwen Shi,Xingyi Huang
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:80: 105515-105515 被引量:179
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2020.105515
摘要

Nanocomposites consisting of a flexible piezoelectric polymer and a reinforcing phase have shown great potential for constructing high-performance piezoelectric nanogenerators (PENGs). However, the weak interface and poor dispersion of piezoelectric reinforcing phase significantly impair the electromechanical properties (e.g., effective stress/strain, piezoelectric coefficients) of the nanocomposites, thus severely restricting the performance enhancement of the PENGs. In this study, we hydrothermally synthesized the piezoelectric reinforcing phase of BaTiO3 nanowires, and grafted a layer of high-modulus polymethyl methacrylate (PMMA) onto the nanowire surface via surface-initiated polymerization. The PMMA coating layer forms a strong interface between BaTiO3 nanowires and the polymer matrix [i.e., poly(vinylidenefluoride-co-trifluoroethylene)], which efficiently improves dispersion of the BaTiO3 nanowires and stress transfer at the interface, therefore resulting in an enhanced output performance in the fibrous nanocomposite PENGs. The output voltage and current of the PMMA encapsulated BaTiO3 ([email protected]3) nanowires-based PENG can reach to 12.6 V and 1.30 μA, with a maximum output power of 4.25 μW, which is 2.2 times and 7.6 times higher than the PENG with unmodified BaTiO3 nanowires and the PENG without BaTiO3 nanowires, respectively. Furthermore, the flexible PENG exhibits great stability that could continuously generate stable electrical pulses for 6000 cycles without any decline. This study provides a feasible approach of interface tailoring for achieving high-performance piezoelectric nanocomposite and shows the promising potential of the fibrous nanocomposites in biomechanical energy harvesters and smart wearable sensors.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
微笑梦旋完成签到,获得积分10
刚刚
dsxu完成签到 ,获得积分10
1秒前
唠叨的傲薇完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
aaaaaa完成签到,获得积分10
2秒前
Xiancai发布了新的文献求助10
2秒前
笑羽完成签到,获得积分0
2秒前
Cassie应助满意若烟采纳,获得10
3秒前
juziyaya应助满意若烟采纳,获得10
3秒前
fufu完成签到 ,获得积分10
3秒前
四夕水窖完成签到,获得积分10
4秒前
轻歌水越发布了新的文献求助10
4秒前
明理从露完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
谨慎傲旋完成签到 ,获得积分10
5秒前
111完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
细心尔琴完成签到,获得积分10
7秒前
焦糖咸鱼发布了新的文献求助10
7秒前
葵花籽完成签到,获得积分10
7秒前
周周完成签到,获得积分10
7秒前
yhmi0809完成签到,获得积分10
8秒前
myth完成签到,获得积分10
8秒前
土归土完成签到,获得积分10
8秒前
友00000完成签到 ,获得积分10
8秒前
小巧的柠檬完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
iedq完成签到 ,获得积分10
9秒前
铭心发布了新的文献求助10
10秒前
zhoujinhua发布了新的文献求助10
10秒前
yang完成签到,获得积分10
10秒前
Ann发布了新的文献求助10
10秒前
幸福大白完成签到,获得积分10
10秒前
逗逗完成签到,获得积分10
12秒前
Wxyz完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
CN柏原崇完成签到,获得积分10
12秒前
桐桐应助blUe采纳,获得10
13秒前
巢周舟完成签到,获得积分10
13秒前
HanQing完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Foreign Policy of the French Second Empire: A Bibliography 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 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 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3147003
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2798336
关于积分的说明 7827807
捐赠科研通 2454956
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1306492
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 627808
版权声明 601565