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 distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,001 |
| 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».