Self-healable, recyclable, and mechanically robust vitrimer composite for high-performance triboelectric nanogenerators and self-powered wireless electronics
Notice bibliographique
Résumé
With growing concerns about sustainability, there has been significant research interest in fabricating triboelectric nanogenerators (TENGs) from materials capable of self-repair. Here, we presented a novel polyimine/graphite polypropylene (PI/GP) vitrimer composite as a tribo-positive material for harvesting biomechanical energy. The PI/GP exhibited mechanical robustness, self-healing properties after damage, and recyclability through physical or chemical methods. The GP provided a high dielectric constant, charge transport paths, and desirable surface roughness, resulting in an outstanding TENG performance at an optimized addition level of 30 wt% in the composite (PI/GP30). Under a force of 15 N and a frequency of 6 Hz, the PI/GP30 TENG generated a power density of 2571 mW/m². Moreover, a PI/GP30 TENG device with an area of 49 cm 2 was able to generate a remarkable output voltage of nearly 1325 V, at a frequency of 6 Hz and under a vertical force of 15 N. Additionally, the PI/GP30 TENG device produced a peak-to-peak voltage of 1250 V, and an outstanding current of around 2 mA by hand tapping with a force of 35–40 N. The PI/GP30 TENG was utilized for real-life applications, including a triboelectric watchband for a self-powered watch, and wireless data transmission. Furthermore, the PI/GP30 TENG demonstrated excellent self-healing and recyclability, and these properties were examined in a mousepad power generator. This study highlights the excellent promise of PI/GP vitrimer composite for fabricating high-performance, mechanically robust, self-healable, and recyclable TENGs, enabling their applications in green biomechanical power generators and wearable and wireless communication devices. This study shows that a mechanically robust vitrimer composite possessing a high dielectric constant, charge transfer capability, good electron-donating abilities, self-healability, and remarkable recyclability could be applied for triboelectric energy generation with an outstanding performance. • A vitrimer composite of polyimine (PI) and graphite/polypropylene homopolymer powder (GP) was developed. • Leveraging dielectric properties, charge transfer, and roughness, the TENG exhibited excellent triboelectric performance. • The PI/GP30 TENG demonstrated excellent mechanical robustness, self-healing and recyclability.
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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 ».