High-performance and multifunctional conductive aerogel films for outstanding electromagnetic interference shielding, Joule heating and energy harvesting

气凝胶 材料科学 电磁屏蔽 焦耳加热 光电子学 摩擦电效应 复合材料 电磁干扰 纳米发生器 电极 导电体 电气工程 压电 工程类 物理化学 化学
作者
Jiajia Zheng,Tianyi Hang,Zhihui Li,Weiwei He,Shaohua Jiang,Xiping Li,Yiming Chen,Zhiyi Wu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:471: 144548-144548 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.144548
摘要

High-performance polymer-based functional materials have attracted tremendous interests in various applications. However, it is a challenge to integrate multiple functions without losing the advantages of being light, porous, green and so on. Herein, we designed a conductive aramid nanofiber (ANF)/cellulose nanofibril (CNF)/silver nanowire (AgNW) (ACA) composite aerogel film by directional freeze-drying and moderate compressing. The ACA aerogel film obtained an ideal electromagnetic interference shielding efficiency of 34.34 dB while maintaining a high electrical conductivity of 10.81 S/m. On the other hand, the surface steady-state temperature of the aerogel film reached 111 °C under a low applied voltage of 1.6 V. More importantly, a single-electrode triboelectric nanogenerator (TENG) was assembled by ACA aerogel film and polytetrafluoroethylene (PTFE) film. The open-circuit voltages, short-circuit currents, and maximum instantaneous power density of the TENG exhibited a spectacular value of 104 V, 1.52 μA, and 694 mW/m2, respectively, which could light up 23 LED lights at the same time. This novel multifunctional ACA aerogel film holds great application potentials for electromagnetic protection, energy harvesting, and thermal management.
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