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Ultralight, Elastic, Hybrid Aerogel for Flexible/Wearable Piezoresistive Sensor and Solid–Solid/Gas–Solid Coupled Triboelectric Nanogenerator

摩擦电效应 气凝胶 材料科学 纳米发生器 压阻效应 纳米技术 数码产品 石墨烯 光电子学 电气工程 复合材料 压电 工程类
作者
Tianci Huang,Yong Long,Zilong Dong,Qilin Hua,Jianan Niu,Xinhuan Dai,Jiangwen Wang,Junfeng Xiao,Junyi Zhai,Weiguo Hu
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:9 (34) 被引量:47
标识
DOI:10.1002/advs.202204519
摘要

Aerogels have been attracting wide attentions in flexible/wearable electronics because of their light weight, excellent flexibility, and electrical conductivity. However, multifunctional aerogel-based flexible/wearable electronics for human physiological/motion monitoring, and energy harvest/supply for mobile electronics, have been seldom reported yet. In this study, a kind of hybrid aerogel (GO/CNT HA) based on graphene oxide (GO) and carboxylated multiwalled carbon nanotubes (CMWCNTs) is prepared which can not only used as piezoresistive sensors for human motion and physiological signal detections, but also as high performance triboelectric nanogenerator (TENG) coupled with both solid-solid and gas-solid contact electrifications (CE). The repeatedly loading-unloading tests with 20 000 cycles exhibit its high and ultrastable piezoresistive sensor performances. Moreover, when the obtained aerogel is used as the electrode of a TENG, high electric output performance is produced due to the synergistic effect of solid-solid, and gas-solid interface CEs (3D electrification: solid-solid interface CE between the two solid electrification layers; gas-solid interface CE between the inner surface of GO/CNT HA and the air filled in the aerogel pores). This kind of aerogel promises good applications for human physiological/motion monitoring and energy harvest/supply in flexible/wearable electronics such as piezoresistive sensors and flexible TENG.
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