The giant flexoelectric effect in a luffa plant-based sponge for green devices and energy harvesters

压电 材料科学 挠曲电 能量收集 软机器人 复合材料 锆钛酸铅 电介质 智能材料 纳米技术 机械工程 声学 铁电性 光电子学 执行机构 电气工程 能量(信号处理) 物理 工程类 量子力学
作者
Y. G. Jiang,Dongze Yan,Jianxiang Wang,Li‐Hua Shao,Pradeep Sharma
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:120 (40) 被引量:17
标识
DOI:10.1073/pnas.2311755120
摘要

Soft materials that can produce electrical energy under mechanical stimulus or deform significantly via moderate electrical fields are important for applications ranging from soft robotics to biomedical science. Piezoelectricity, the property that would ostensibly promise such a realization, is notably absent from typical soft matter. Flexoelectricity is an alternative form of electromechanical coupling that universally exists in all dielectrics and can generate electricity under nonuniform deformation such as flexure and conversely, a deformation under inhomogeneous electrical fields. The flexoelectric coupling effect is, however, rather modest for most materials and thus remains a critical bottleneck. In this work, we argue that a significant emergent flexoelectric response can be obtained by leveraging a hierarchical porous structure found in biological materials. We experimentally illustrate our thesis for a natural dry luffa vegetable-based sponge and demonstrate an extraordinarily large mass- and deformability-specific electromechanical response with the highest-density-specific equivalent piezoelectric coefficient known for any material (50 times that of polyvinylidene fluoride and more than 10 times that of lead zirconate titanate). Finally, we demonstrate the application of the fabricated natural sponge as green, biodegradable flexible smart devices in the context of sensing (e.g., for speech, touch pressure) and electrical energy harvesting.
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
齐多达完成签到 ,获得积分10
刚刚
NexusExplorer应助nano采纳,获得10
4秒前
4秒前
loga80完成签到,获得积分0
5秒前
Leon应助djbj2022采纳,获得10
7秒前
喝酸奶不舔盖完成签到 ,获得积分10
7秒前
余味应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
余味应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
余味应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
mayberichard完成签到,获得积分20
11秒前
cocofan完成签到 ,获得积分10
12秒前
优雅的千雁完成签到,获得积分10
14秒前
Lionel完成签到,获得积分10
15秒前
枫叶完成签到 ,获得积分10
16秒前
FERN0826完成签到 ,获得积分10
16秒前
hml123完成签到,获得积分10
17秒前
郑雅柔完成签到 ,获得积分0
20秒前
zahlkorper完成签到,获得积分10
21秒前
25秒前
zhangsan完成签到,获得积分10
27秒前
蓝色条纹衫完成签到 ,获得积分10
27秒前
29秒前
ipcy完成签到 ,获得积分10
31秒前
太叔夜南完成签到,获得积分10
31秒前
Slemon完成签到,获得积分10
31秒前
巴达天使完成签到,获得积分10
33秒前
suodeheng完成签到,获得积分10
33秒前
幽月完成签到 ,获得积分10
33秒前
nano发布了新的文献求助10
34秒前
鹏826完成签到 ,获得积分10
42秒前
激昂的秀发完成签到,获得积分10
43秒前
CC完成签到,获得积分0
44秒前
丰富的大地完成签到,获得积分10
44秒前
家妙彤完成签到,获得积分10
45秒前
45秒前
离我远点完成签到 ,获得积分10
48秒前
xue完成签到 ,获得积分10
53秒前
56秒前
满意的念柏完成签到,获得积分10
58秒前
Moonflower完成签到,获得积分10
58秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 (PDF!) 1000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
China Gadabouts: New Frontiers of Humanitarian Nursing, 1941–51 400
The Healthy Socialist Life in Maoist China, 1949–1980 400
Walking a Tightrope: Memories of Wu Jieping, Personal Physician to China's Leaders 400
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3788426
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3333726
关于积分的说明 10263298
捐赠科研通 3049649
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1673652
邀请新用户注册赠送积分活动 802120
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 760511