Nanocellulose/LiCl systems enable conductive and stretchable electrolyte hydrogels with tolerance to dehydration and extreme cold conditions

自愈水凝胶 电解质 材料科学 纳米纤维素 化学工程 聚合 纳米技术 超级电容器 纤维素 电化学 电极 高分子化学 聚合物 化学 复合材料 物理化学 工程类
作者
Wenjiao Ge,Shan Cao,Yang Yang,Orlando J. Rojas,Xiaohui Wang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:408: 127306-127306 被引量:363
标识
DOI:10.1016/j.cej.2020.127306
摘要

Ionically-conductive and stretchable hydrogels are ideally suited for the synthesis of flexible electronic devices. However, conventional hydrogels undergo dehydration at ambient conditions and freeze at subzero temperatures, limiting their functions. As an alternative to counteract these limitations, we propose double network hydrogels that are easily synthesized by a one-step acrylamide (AM) polymerization in the presence of cellulose nanofibrils (CNF) and LiCl. Following molecular dynamics simulation, thermogravimetric and spectroscopic (Raman and low-field nuclear magnetic resonance) analyses, we show that LiCl increases the interactions between the colloidal phase and water molecules, ensuring water holding capability at atmospheric conditions and endowing the hydrogels with freezing tolerance over a wide range of temperatures, from −80 to 25 °C. The synergy between CNF and LiCl is critical in maintaining the mechanical strength of the system, which simultaneously displays high stretchability (~748%) and ionic conductivity (2.25 S/m) at low temperatures (−40 °C). As a proof of concept, a flexible supercapacitor comprising the proposed electrolyte hydrogel is demonstrated as a reliable, low-temperature electrochemical device. Our results provide the basis for simple and universally applicable systems that fulfill the requirements of flexible electronics under extreme cold 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
SqianHou1发布了新的文献求助10
1秒前
雪白十八完成签到,获得积分10
2秒前
crash发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
叶子发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
7秒前
8秒前
小小发布了新的文献求助10
8秒前
今后应助Lucky采纳,获得10
9秒前
Copyright应助keep采纳,获得10
9秒前
Owen应助keep采纳,获得10
10秒前
杰将军完成签到,获得积分20
10秒前
Dawn发布了新的文献求助10
10秒前
完美世界应助SqianHou1采纳,获得10
11秒前
12秒前
小屁鱼完成签到,获得积分20
12秒前
12秒前
顾矜应助大气天与采纳,获得10
13秒前
14秒前
炙热三颜完成签到,获得积分20
16秒前
小屁鱼发布了新的文献求助30
17秒前
youchengQin发布了新的文献求助10
19秒前
yuanquaner完成签到,获得积分10
19秒前
完美世界应助丁莞采纳,获得10
19秒前
ym发布了新的文献求助10
19秒前
笨笨的初蝶应助kyt采纳,获得20
20秒前
20秒前
酷波er应助张菲菲采纳,获得10
21秒前
22秒前
Silence完成签到,获得积分0
22秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
王人捷应助科研通管家采纳,获得30
23秒前
细心山壹应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
23秒前
鑫若向阳应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
23秒前
23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
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
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Radical Reactions 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 7367426
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8975473
关于积分的说明 19082013
捐赠科研通 7011182
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3224549
关于科研通互助平台的介绍 2387902
邀请新用户注册赠送积分活动 2205082