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
1秒前
qqqqqqqqqqqq完成签到,获得积分10
1秒前
耳冉完成签到 ,获得积分10
3秒前
肆_完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
清新的代芹完成签到,获得积分10
4秒前
guo完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
amns完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
米斯特刘完成签到,获得积分10
6秒前
Wuyi完成签到,获得积分10
7秒前
qc完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
狗狗耳完成签到 ,获得积分10
8秒前
一蓑烟雨完成签到,获得积分10
8秒前
专注的沧海完成签到,获得积分10
8秒前
浅池星完成签到 ,获得积分10
8秒前
我爱紫丁香完成签到,获得积分0
9秒前
子偕完成签到,获得积分10
9秒前
LaLaC完成签到,获得积分10
9秒前
zo完成签到,获得积分10
10秒前
花花完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
由大完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
cc完成签到,获得积分10
12秒前
元煜祺完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI6.3应助Xu采纳,获得30
12秒前
moooj完成签到,获得积分10
12秒前
Shennnn发布了新的文献求助10
12秒前
完美听南完成签到 ,获得积分10
13秒前
yls完成签到,获得积分10
13秒前
Lucas应助英俊的冰棍采纳,获得10
14秒前
ROY完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
会飞的花生完成签到,获得积分10
15秒前
Kao应助元谷雪采纳,获得10
15秒前
面向阳光完成签到,获得积分10
16秒前
Zhang完成签到,获得积分10
16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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Introducing the Learning Sciences 600
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 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 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 7324270
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8939674
关于积分的说明 18953378
捐赠科研通 6980973
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3215354
关于科研通互助平台的介绍 2382758
邀请新用户注册赠送积分活动 2194644