Emulsion Electrospinning of Polytetrafluoroethylene (PTFE) Nanofibrous Membranes for High-Performance Triboelectric Nanogenerators
Notice bibliographique
Résumé
Electrospinning is a simple, versatile technique for fabricating fibrous nanomaterials with the desirable features of extremely high porosities and large surface areas. Using emulsion electrospinning, polytetrafluoroethylene/polyethene oxide (PTFE/PEO) membranes were fabricated, followed by a sintering process to obtain pure PTFE fibrous membranes, which were further utilized against a polyamide 6 (PA6) membrane for vertical contact-mode triboelectric nanogenerators (TENGs). Electrostatic force microscopy (EFM) measurements of the sintered electrospun PTFE membranes revealed the presence of both positive and negative surface charges owing to the transfer of positive charge from PEO which was further corroborated by FTIR measurements. To enhance the ensuing triboelectric surface charge, a facile negative charge-injection process was carried out onto the electrospun (ES) PTFE subsequently. The fabricated TENG gave a stabilized peak-to-peak open-circuit voltage ( V oc ) of up to ∼900 V, a short-circuit current density ( J sc ) of ∼20 mA m –2, and a corresponding charge density of ∼149 μC m –2, which are ∼12, 14, and 11 times higher than the corresponding values prior to the ion-injection treatment. This increase in the surface charge density is caused by the inversion of positive surface charges with the simultaneous increase in the negative surface charge on the PTFE surface, which was confirmed by using EFM measurements. The negative charge injection led to an enhanced power output density of ∼9 W m –2 with high stability as confirmed from the continuous operation of the ion-injected PTFE/PA6 TENG for 30 000 operation cycles, without any significant reduction in the output. The work thus introduces a relatively simple, cost-effective, and environmentally friendly technique for fabricating fibrous fluoropolymer polymer membranes with high thermal/chemical resistance in TENG field and a direct ion-injection method which is able to dramatically improve the surface negative charge density of the PTFE fibrous membranes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».