Preparation of strong and tough conductive hydrogel based on Grafting, Fe3+-Catechol complexations and salting out for triboelectric nanogenerators

摩擦电效应 高分子化学 材料科学 电解质 化学工程 自愈水凝胶 聚乙烯醇 化学 纳米技术 电极 复合材料 物理化学 工程类
作者
Yu Yang,Weikun Jiang,Yang Wang,Chen Wu,Honglei Chen,Gaojin Lyu,Jiliang Ma,Yonghao Ni,Yu Liu
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:661: 450-459 被引量:35
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2024.01.170
摘要

The development of a strong and tough conductive hydrogel capable of meeting the strict requirements of the electrode of a hydrogel-based triboelectric nanogenerator (H-TENG) remains an enormous challenge. Herein, a robust conductive polyvinyl alcohol (PVA) hydrogel is designed via a three-step method: (1) grafting with 3,4-dihydroxy benzaldehyde, (2) metal complexation using ferric chloride (FeCl3) and (3) salting-out using sodium citrate. The hydrogel contains robust crystalline PVA domains and reversible/high-density non-covalent interactions, such as hydrogen bonding, π–π interactions and Fe3+-catechol complexations. Benefiting from the crystalline domains, the hydrogel can resist external forces to the hydrogel network; meanwhile, the reversible/high-density of non-covalent interactions can impart gradual and persistent energy dissipation during deformation. The hydrogel possesses multiple cross-linked networks, with 6.47 MPa tensile stress, 1000 % strain, 35.24 MJ/m3 toughness and 37.59 kJ/m2 fracture energy. Furthermore, the inter-connected porous hydrogel has an ideal structure for ionic-conducing channels. The hydrogel is assembled into an H-TENG, which can generate open circuit voltage of ∼ 150 V, short-circuit current of ∼ 3.0 μA, with superb damage immunity. Subsequently, road traffic monitoring systems are innovatively developed and demonstrated by using the H-TENG. This study provides a novel strategy to prepare superiorly strong and tough hydrogels that can meet the high demand for H-TENGs.
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
传奇3应助踏实紫烟采纳,获得10
刚刚
23发布了新的文献求助20
刚刚
yy完成签到,获得积分10
刚刚
greenland完成签到,获得积分10
1秒前
yanlulu完成签到 ,获得积分10
1秒前
张文正发布了新的文献求助10
1秒前
CipherSage应助kur采纳,获得10
3秒前
6秒前
Yihao驳回了YYJY应助
7秒前
晓风发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
共享精神应助机智毛豆采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
zzzrrr完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
13秒前
凣凢发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
Y神完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
七凉完成签到,获得积分10
17秒前
太阳加鲁鲁完成签到,获得积分10
18秒前
机智毛豆发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
共享精神应助天真的以亦采纳,获得10
19秒前
pokexuejiao应助小行星采纳,获得10
20秒前
20秒前
23秒前
曾经小伙发布了新的文献求助10
23秒前
零点起步发布了新的文献求助10
23秒前
zhizi完成签到,获得积分20
23秒前
七七八发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
25秒前
hhhhhhhhhh完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
TMKM发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
慕青应助凣凢采纳,获得10
27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
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Structural Analysis 500
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 7352205
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8963488
关于积分的说明 19042322
捐赠科研通 7001249
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3221483
关于科研通互助平台的介绍 2385916
邀请新用户注册赠送积分活动 2201920