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
hui发布了新的文献求助10
刚刚
以利沙完成签到 ,获得积分10
1秒前
清淮完成签到 ,获得积分10
4秒前
缥缈的闭月完成签到,获得积分10
5秒前
凌泉完成签到 ,获得积分10
9秒前
安平完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
hui完成签到,获得积分10
11秒前
selene完成签到 ,获得积分10
15秒前
杨树完成签到 ,获得积分10
20秒前
辣目童子完成签到 ,获得积分10
21秒前
lala发布了新的文献求助10
31秒前
狂野元枫完成签到 ,获得积分10
34秒前
sci完成签到 ,获得积分10
34秒前
35秒前
35秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
36秒前
36秒前
36秒前
素和姣姣完成签到 ,获得积分10
43秒前
无限翅膀完成签到,获得积分10
46秒前
酷波er应助lala采纳,获得10
46秒前
沉静问芙完成签到 ,获得积分10
46秒前
LiShan完成签到 ,获得积分10
49秒前
shl完成签到 ,获得积分10
54秒前
1分钟前
王木木完成签到 ,获得积分10
1分钟前
chenying完成签到 ,获得积分0
1分钟前
不安蜜蜂完成签到,获得积分10
1分钟前
英勇的幻露完成签到,获得积分10
1分钟前
喜悦向日葵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
多情的初蓝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
漂亮的麦片完成签到 ,获得积分10
1分钟前
霸气鞯完成签到 ,获得积分10
1分钟前
木子爱香菜完成签到,获得积分10
1分钟前
希希完成签到 ,获得积分10
1分钟前
橙子完成签到 ,获得积分10
1分钟前
自觉夏彤完成签到,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
Development Across Adulthood 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
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 6444828
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8258624
关于积分的说明 17591662
捐赠科研通 5504521
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901561
邀请新用户注册赠送积分活动 1878538
关于科研通互助平台的介绍 1718137