Understanding the Ferroelectric Polymer–Metal Contact Electrification for Triboelectric Nanogenerator from Molecular and Electronic Structure

材料科学 摩擦电效应 铁电性 接触带电 铁电聚合物 聚偏氟乙烯 聚合物 化学物理 偶极子 离域电子 纳米技术 复合材料 电介质 光电子学 有机化学 化学
作者
Lizhou Li,Xiaoli Wang,Yanqiang Hu,Zhihao Li,Chenfei Wang,Zirui Zhao
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (10) 被引量:24
标识
DOI:10.1002/adfm.202109949
摘要

Abstract The contact electrification of ferroelectric polymer can be more complicated due to its ordered permanent molecular dipoles and dipole–dipole interactions. Herein, the polyvinylidene fluoride (PVDF)‐Cu is taken as an example to investigate the mechanism of ferroelectric polymer‐metal contact electrification via first‐principles calculations. It is revealed that different from non‐ferroelectric polymers, when ferroelectric polymers are in contact with metals, the charge transfer occurs not only at the interface but also inside the polymer due to the existence of polar phases. Specifically, the polar phases in the crystallization region can effectively enhance the charge transfer between the ferroelectric polymer and metal because the polar molecules in PVDF possess the stronger electrostatic potential, more delocalized lowest unoccupied molecular orbital, and additional dipole–dipole interactions compared with nonpolar molecules. In addition, the coupling mechanism of piezoelectricity and triboelectricity in ferroelectric polymer‐metal contact electrification under compression is also investigated. It is demonstrated that the deformation increases the degree of noncoincidence between positive and negative charge centers in polar phases and causes charge transfer between the polar molecular chains of PVDF, thus producing the extra charge transfer between the ferroelectric polymer and metal. This study provides a theoretical basis for the material design of triboelectric nanogenerators based on ferroelectric polymers.

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
ding应助合适孤兰采纳,获得10
1秒前
isedu完成签到,获得积分0
2秒前
科研小菜狗完成签到 ,获得积分10
2秒前
4秒前
6秒前
qiqiqiqiqi完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
12秒前
合适孤兰发布了新的文献求助10
13秒前
wayne完成签到 ,获得积分10
14秒前
zxx完成签到 ,获得积分10
16秒前
czj完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
20秒前
24秒前
kevin完成签到 ,获得积分10
25秒前
阳光的Kelly完成签到 ,获得积分10
27秒前
28秒前
fzzf完成签到,获得积分10
28秒前
30秒前
31秒前
35秒前
whitepiece完成签到,获得积分0
37秒前
合适孤兰完成签到,获得积分20
41秒前
43秒前
49秒前
怡心亭完成签到 ,获得积分10
1分钟前
huyuan完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Robin完成签到 ,获得积分10
1分钟前
归尘应助hahasun采纳,获得30
1分钟前
Sweet完成签到 ,获得积分10
1分钟前
过时的元风完成签到 ,获得积分10
1分钟前
平常无颜发布了新的文献求助10
1分钟前
张大旭77完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
伶俐书蝶完成签到 ,获得积分10
1分钟前
平常无颜完成签到,获得积分10
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
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6512352
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8305782
关于积分的说明 17742101
捐赠科研通 5613962
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923754
邀请新用户注册赠送积分活动 1901023
关于科研通互助平台的介绍 1762720