Flexible Piezoelectric Nanogenerator Based on Cellulose Nanofibril/MXene Composite Aerogels for Low-Frequency Energy Harvesting

材料科学 压电 纳米发生器 能量收集 气凝胶 极化 复合数 纤维素 复合材料 光电子学 化学工程 能量(信号处理) 电介质 工程类 统计 铁电性 数学
作者
Yan Zong,Ruiqi Wang,Shuai Xu,Run Zhang,Zheng Zhang
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (10): 9021-9031 被引量:35
标识
DOI:10.1021/acsanm.3c01649
摘要

Cellulose is emerging as a green and sustainable material in piezoelectric nanogenerators (PENGs) for ambient energy harvesting, although its relatively low piezoelectric coefficient still remains a challenge, hindering the potential applications. In this report, a flexible PENG with considerable energy conversion capacity was fabricated by using a polydimethylsilane (PDMS)-encapsulated cellulose nanofibril (CNF)/Ti3C2Tx (MXene) composite aerogel film, which is capable of collecting low-frequency energy such as energy from human activities. The use of two-dimensional MXene nanosheets not only optimizes the structural regularity of the CNF network but also induces a local polarization locking to align cellulosic dipoles. This strategy essentially improved the piezoelectric property of cellulose, avoiding the conventional energy consuming method (i.e., electrical poling) to strengthen piezoelectricity. Moreover, the thin layer of PDMS endows the PENG with good mechanical stability and flexibility; meanwhile, it prevents MXene from oxidizing so as to maintain its activity. The optimized CNF/MXene-PENG containing 10 wt % MXene generates a dramatically improved voltage of 30.8 V and a current of 0.49 μA. This work provides an easy and effective pathway to access cellulosic materials with enhanced piezoelectricity, aiming to approach flexible, green, and low-cost PENGs for new-generation electronics.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
111完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
瓜小发布了新的文献求助10
1秒前
yare应助ZXW采纳,获得10
1秒前
酷波er应助科研小白采纳,获得30
1秒前
缪尔烟发布了新的文献求助10
2秒前
Lucas应助大晨采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
风清扬发布了新的文献求助10
2秒前
你好发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
爆米花应助LP829采纳,获得10
4秒前
汉堡包应助赵荣采纳,获得10
4秒前
南挽发布了新的文献求助10
5秒前
One_day完成签到,获得积分10
5秒前
yyy发布了新的文献求助10
5秒前
小蜗爬爬给小蜗爬爬的求助进行了留言
5秒前
一盆多肉完成签到,获得积分10
6秒前
HeyJocelyn完成签到,获得积分20
6秒前
zou252完成签到 ,获得积分10
6秒前
AngC完成签到,获得积分10
6秒前
舒适行云完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
Zhou完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
Jbdjxnixj完成签到,获得积分10
8秒前
Peng发布了新的文献求助10
8秒前
旺旺jz完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
qwer完成签到,获得积分10
8秒前
yyy完成签到,获得积分20
9秒前
早日暴富发布了新的文献求助10
9秒前
脑洞疼应助tyanna采纳,获得10
9秒前
贵金属完成签到,获得积分10
9秒前
9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
Iron toxicity and hematopoietic cell transplantation: do we understand why iron affects transplant outcome? 2000
Teacher Wellbeing: Noticing, Nurturing, Sustaining, and Flourishing in Schools 1200
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1021
复杂系统建模与弹性模型研究 1000
A Technologist’s Guide to Performing Sleep Studies 500
EEG in Childhood Epilepsy: Initial Presentation & Long-Term Follow-Up 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5484905
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4585108
关于积分的说明 14402370
捐赠科研通 4515459
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2474300
邀请新用户注册赠送积分活动 1460113
关于科研通互助平台的介绍 1433582