Energy Harvesting Using High-Strength and Flexible 3D-Printed Cellulose/Hexagonal Boron Nitride Nanosheet Composites

材料科学 复合材料 羧甲基纤维素 六方氮化硼 纳米片 热稳定性 流变学 制作 纤维素 纳米技术 化学工程 医学 石墨烯 替代医学 病理 工程类 冶金
作者
Anjali Jayakumar,Rushikesh S. Ambekar,Preeti Lata Mahapatra,A.K. Singh,Tarun Kumar Kundu,P R Sreeram,Rahul R. Nair,Chandra Sekhar Tiwary
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (15): 14278-14288 被引量:9
标识
DOI:10.1021/acsanm.3c02233
摘要

As a natural polymer, cellulose is abundant, low-cost, robust, and biodegradable and can be chemically modified. This work explores the enhancement of mechanical, thermal, and flexoelectric properties of three-dimensional (3D)-printed carboxymethyl cellulose (CMC) due to the addition of mechanically exfoliated hexagonal boron nitride (hBN). hBN was observed to act as a rheology modifier, and CMC reinforced with 2% hBN exhibited the maximum apparent viscosity of 12.24 Pa·s at a shear rate of 100 s–1. The 0.5% hBN/CMC film exhibited the highest mechanical and thermal stability. A flexoelectric energy harvester was fabricated out of 3D-printed hBN/CMC composites to test the effectiveness of strain-induced charge production. By varying the load resistance and applied pressure, we were able to measure the voltage and current flowing through the device. We found that a load resistance of 180 kΩ connected across a 2% hBN/CMC device resulted in the highest power delivery of 5.5 nW. When mechanical strain is applied, a charge state fluctuation and spontaneous polarization in the hBN/CMC matrix are seen. This phenomenon can be explained based on the flexoelectric energy-harvesting mechanism, supported by density functional theory (DFT) calculations.

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
红红发布了新的文献求助10
刚刚
PhysicsXX完成签到,获得积分10
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
silence完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
CodeCraft应助WYH采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.1应助queen采纳,获得10
2秒前
2秒前
mtiantianm发布了新的文献求助10
3秒前
青争完成签到,获得积分10
3秒前
yingxutravel完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
鹿过发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
didi发布了新的文献求助10
3秒前
liz完成签到,获得积分10
3秒前
kidpan发布了新的文献求助10
4秒前
xuan完成签到 ,获得积分10
4秒前
Dan完成签到,获得积分10
4秒前
sisi完成签到,获得积分10
5秒前
青云完成签到,获得积分10
5秒前
肉卷发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
灵巧的朝雪完成签到,获得积分10
6秒前
wangsen发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
CoCo完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
学习猴完成签到,获得积分10
9秒前
小二郎应助jun1357采纳,获得10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
10秒前
jean52158发布了新的文献求助10
10秒前
xyu完成签到,获得积分10
10秒前
yjx123发布了新的文献求助10
10秒前
KON完成签到,获得积分10
11秒前
怡然冰凡完成签到,获得积分10
11秒前
蓝桥兰灯完成签到,获得积分10
11秒前
11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
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
从k到英国情人 1700
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5773843
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5614219
关于积分的说明 15433109
捐赠科研通 4906284
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2640157
邀请新用户注册赠送积分活动 1587995
关于科研通互助平台的介绍 1543018