大連工業(yè)大學(xué)王海松團隊連發(fā)兩篇《Nano Energy》：木質(zhì)纖維基摩擦電材料最新進展
2023-08-24 來源：高分子科技
近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們消費水平的提高，環(huán)境污染問題越來越受到人們的關(guān)注。眾所周知，傳統(tǒng)的自供電傳感器件大都是由來自于化石原料的高分子材料制備，其存在著在生產(chǎn)過程中會存在環(huán)境污染、在材料廢棄后難以重復(fù)利用的問題。摩擦納米發(fā)電機（TENGs）能從周圍環(huán)境中收集能量并將其轉(zhuǎn)化為電能，從而被廣泛認(rèn)為是一種有前途的綠色能量收集裝置，F(xiàn)階段迫切需要開發(fā)簡便、綠色的策略來制備高性能摩擦電材料以構(gòu)建生態(tài)友好型TENG。
圖1. 木質(zhì)素基摩擦電材料性能增強原理和基本表征
圖2. 木質(zhì)素基摩擦電材料的摩擦電性能
圖3. 木質(zhì)素基摩擦電材料的可重復(fù)利用性能
研究人員還建立了一種利用生物酶綠色處理紙漿纖維提高纖維素基摩擦電材料性能的方法。所選的木聚糖酶可以高效水解天然纖維素纖維中的半纖維素成分，在纖維表面構(gòu)筑有利于提高摩擦電性能的微觀凹凸粗糙結(jié)構(gòu)，殘留的含有豐富-NH2（給電子基團）的生物酶參與摩擦帶電過程并提供更多的電子，全面提高了纖維表面的摩擦電荷密度。生物酶處理的植物纖維紙TENG的最大開路電壓、短路電流、表面電荷密度和輸出功率分別提高了2.92，2.44，2.63和7.37倍。而且，制備的纖維素纖維基摩擦電材料對包裝微環(huán)境濕度具有很高的敏感性，可以實時監(jiān)測水果新鮮度的變化。
圖4. 生物酶處理纖維素纖維基摩擦電材料的摩擦電性能
圖5.生物酶處理纖維素纖維基摩擦電材料的功率輸出和電輸出穩(wěn)定性
圖6. 生物酶處理纖維素纖維摩擦電材料的濕敏特性及草莓新鮮度監(jiān)測
原文鏈接：
1、https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108802
2、https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108803
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（責(zé)任編輯：xu）
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