3D Printed Thermoelectric Polyurethane/Multiwalled Carbon Nanotube Nanocomposites: A Novel Approach towards the Fabrication of Flexible and Stretchable Organic Thermoelectrics

材料科学 热塑性聚氨酯 复合材料 纳米复合材料 碳纳米管 热电效应 塞贝克系数 扫描电子显微镜 聚合物 弹性体 热导率 热力学 物理
作者
Lazaros Tzounis,Markos Petousis,Sotirios Grammatikos,Nectarios Vidakis
出处
期刊:Materials [MDPI AG]
卷期号:13 (12): 2879-2879 被引量:64
标识
DOI:10.3390/ma13122879
摘要

Three-dimensional (3D) printing of thermoelectric polymer nanocomposites is reported for the first time employing flexible, stretchable and electrically conductive 3D printable thermoplastic polyurethane (TPU)/multiwalled carbon nanotube (MWCNT) filaments. TPU/MWCNT conductive polymer composites (CPC) have been initially developed employing melt-mixing and extrusion processes. TPU pellets and two different types of MWCNTs, namely the NC-7000 MWCNTs (NC-MWCNT) and Long MWCNTs (L-MWCNT) were used to manufacture TPU/MWCNT nanocomposite filaments with 1.0, 2.5 and 5.0 wt.%. 3D printed thermoelectric TPU/MWCNT nanocomposites were fabricated through a fused deposition modelling (FDM) process. Raman and scanning electron microscopy (SEM) revealed the graphitic nature and morphological characteristics of CNTs. SEM and transmission electron microscopy (TEM) exhibited an excellent CNT nanodispersion in the TPU matrix. Tensile tests showed no significant deterioration of the moduli and strengths for the 3D printed samples compared to the nanocomposites prepared by compression moulding, indicating an excellent interlayer adhesion and mechanical performance of the 3D printed nanocomposites. Electrical and thermoelectric investigations showed that L-MWCNT exhibits 19.8 ± 0.2 µV/K Seebeck coefficient (S) and 8.4 × 103 S/m electrical conductivity (σ), while TPU/L-MWCNT CPCs at 5.0 wt.% exhibited the highest thermoelectric performance (σ = 133.1 S/m, S = 19.8 ± 0.2 µV/K and PF = 0.04 μW/mK2) among TPU/CNT CPCs in the literature. All 3D printed samples exhibited an anisotropic electrical conductivity and the same Seebeck coefficient in the through- and cross-layer printing directions. TPU/MWCNT could act as excellent organic thermoelectric material towards 3D printed thermoelectric generators (TEGs) for potential large-scale energy harvesting applications.

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
小马发布了新的文献求助10
1秒前
JamesPei应助binol采纳,获得10
1秒前
Ava应助月光倾城采纳,获得10
1秒前
3秒前
爱笑的书蝶完成签到 ,获得积分10
4秒前
Twonej应助凉生采纳,获得30
4秒前
牛奶面包发布了新的文献求助10
5秒前
jorel123发布了新的文献求助10
6秒前
科研通AI6应助蒙森爱阿洋采纳,获得15
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
欢喜发布了新的文献求助10
8秒前
zl1733完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
lzy完成签到,获得积分10
10秒前
今晚吃什么完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
开心尔芙发布了新的文献求助10
11秒前
Larry1226发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
FashionBoy应助月光倾城采纳,获得10
13秒前
小巧凝丹发布了新的文献求助10
13秒前
正直的语琴完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
狂野的晓曼完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
松松松完成签到,获得积分10
18秒前
昕wei完成签到,获得积分10
18秒前
优雅老六完成签到,获得积分10
19秒前
Lliang发布了新的文献求助10
20秒前
伊酒发布了新的文献求助10
21秒前
情怀应助拼搏从灵采纳,获得10
22秒前
zhuhaoyuan完成签到,获得积分10
22秒前
橘子发布了新的文献求助10
22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
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
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 5730086
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5321638
关于积分的说明 15317987
捐赠科研通 4876763
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2619608
邀请新用户注册赠送积分活动 1569044
关于科研通互助平台的介绍 1525658