导电水凝胶由于其具有足够的灵活性、耐用性和功能多样化的独特特性,在可持续能源领域显示出巨大的前景。然而,聚合过程耗时耗能,极端环境适应性差,严重阻碍了其在这一新兴领域的实际应用。
于此,北京林业大学彭锋和大连工业大学邵长优等人基于碱木质素 (AL) 大分子的简便通用自催化系统 (AL-Cu2+)设计用于在碱性水-乙二醇 (EG) 二元溶剂中快速制备导电透明的有机水凝胶。
本文要点:
1)该水凝胶具有极强的环境适用性(-40 至 60 °C)、合格的拉伸性(≈800% 伸长率)和强大的自粘性(≈31.4 kPa)。有趣的是,引入的 EG 加速了聚合,赋予了极强的耐冷冻/干燥性,并提高了有机水凝胶的自粘性。
2)结合上述优点的有机水凝胶(水/EG = 2/3)激发了摩擦纳米发电机(O-TENG)的构建,无论在低温或高温环境下,都能收集和转换机械能。O-TENG 产生的电力可以直接使用或储存起来驱动商业电子产品,并安装在人体关节上进行运动监测。
这项工作有助于设计基于多功能软材料和快速凝胶策略的耐环境柔性TENG,激发人们对木质素可持续高价值利用的更多关注。
参考文献:
Sun, D., et al., Transparent, Self-Adhesive, Conductive Organohydrogels with Fast Gelation from Lignin-Based Self-Catalytic System for Extreme Environment-Resistant Triboelectric Nanogenerators. Adv. Funct. Mater. 2022, 2201335.
https://doi.org/10.1002/adfm.202201335