气凝胶是传感设备轻便化发展的理想原材料,也是摩擦电材料中常见的候选者。由于其独特的超轻重量、多孔网络、高表面积和可调孔径分布,已被广泛应用于可穿戴电子产品。气凝胶的力学性能不足,实际应用中多孔结构易收缩和塌陷,极大影响了传感器的响应稳定性和准确性,限制了应用场景的拓展。
近日,王双飞院士团队基于Hofmeister效应构筑了多尺度结构的纳米纤维素摩擦电气凝胶。气凝胶展现出超高刚度,杨氏模量高达142.9 MPa,比模量高达340.6 kN m kg-1,支撑自身重量的6600倍后依旧不变形。超高刚度的摩擦电气凝胶被用于构建高鲁棒性的可穿戴自供电传感器,即使在343 kPa压强的冲击后仍能工作。这项成果以题为“Multiscale Structural Nanocellulosic Triboelectric Aerogels Induced by Hofmeister Effect”发表在了《Advanced Functional Materials》上。
1. 摩擦电气凝胶的设计
图1. Hofmeister效应在摩擦电气凝胶制备中的应用。
2. 摩擦电气凝胶的制备
图2. 气凝胶的制备工艺和结构。
3. 摩擦电气凝胶的力学性能
图3. Hofmeister效应对气凝胶机械性能的影响。
4. 摩擦电气凝胶基自供电传感器的组成和应用
原文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202306810
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