Thermally Stable Cellulose-Based Triboelectric Nanogenerators with Ultrahigh Charge Density Enabled by Deep Traps and Multiple Noncovalent Interactions

摩擦电效应 材料科学 纳米技术 非共价相互作用 电荷(物理) 纤维素 密度泛函理论 化学物理 光电子学 化学 分子 计算化学 物理 氢键 复合材料 有机化学 量子力学
作者
Feijie Wang,Yueming Hu,Chao Jia,Suyang Wang,Hao Wang,Yichi Liu,Shiqiang Ouyang,Shenzhuo Zhang,Shufeng Ma,Zhen Wu,Liqiang Wang
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:25 (14): 5582-5590 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.4c05643
摘要

Stable high-output for triboelectric nanogenerators (TENGs) in extreme environments is challenged by high charge dissipation rates and friction layer degradation at high temperatures. This study introduces a triboelectric material design that ensures stable high-output at high temperatures through a synergistic approach of multilayer noncovalent bonding and increased surface deep trap density. By grafting sulfonic acid groups onto cellulose and incorporating self-assembled molecules with large energy gaps, we significantly enhance the dielectric’s charge storage capacity and reduce charge dissipation by 82%. The modified cellulose exhibits a notable increase in deep trap density and improved mechanical properties through enhanced high-enthalpy states from noncovalent interactions. As a result, TENGs achieve an ultrahigh surface charge density of 152 μC/m 2 at 250 °C. This strategy presents a simple method for constructing TENGs with stabilized electrical output in high-temperature settings, facilitating their use as self-powered sensors in extreme conditions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
刚刚
Jasper应助机智的乐枫采纳,获得10
刚刚
新人发布了新的文献求助10
刚刚
无极微光应助认真芷容采纳,获得20
1秒前
搜集达人应助难过白易采纳,获得10
1秒前
天天快乐应助iW采纳,获得10
1秒前
Hello应助阿信的苹果采纳,获得10
2秒前
2秒前
小亮哈哈发布了新的文献求助10
2秒前
Jasper应助李同学采纳,获得10
2秒前
拼搏凝冬发布了新的文献求助10
3秒前
迷人小海豚完成签到,获得积分10
3秒前
自信的苑博完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
asdad发布了新的文献求助10
4秒前
thinking发布了新的文献求助10
4秒前
Orange应助泡芙采纳,获得10
4秒前
隐形曼青应助王闯采纳,获得10
5秒前
酷炫的毛巾应助zhangz采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
HAO完成签到,获得积分10
7秒前
dihou111完成签到,获得积分10
7秒前
庾稀给庾稀的求助进行了留言
7秒前
鱼大智发布了新的文献求助10
8秒前
yuiiuy发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
小二郎应助海龙采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
无花果应助ddl7采纳,获得10
11秒前
11秒前
曾经致远发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
CodeCraft应助MaSiYing采纳,获得10
13秒前
lihua发布了新的文献求助10
13秒前
yangyunheng完成签到,获得积分10
14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
The anomeric effect 1314
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7734581
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9284917
关于积分的说明 20167389
捐赠科研通 7312484
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3304671
关于科研通互助平台的介绍 2457289
邀请新用户注册赠送积分活动 2313974