羟基配位效应构筑防潮抗菌纤维素摩擦电材料

通过羟基配位效应实现的防潮、抗菌纤维素摩擦电材料

纤维素摩擦电材料由于其低成本、可定制性和环境稳定性，已在聚合物材料中出现。然而，纤维素固有的丰富氢键网络限制了其极性和给电子能力，并且由富含羟基的基团的吸湿性引起的电荷耗散限制了其作为摩擦电材料的应用。本研究采用了一种更方便、更经济、更环保的“支架手术”策略。纤维分子的润湿和溶胀允许Cu（II）与纳米纤维素中的羟基配位。纤维素羟基的配位作用削弱了分子间氢键网络，导致分子偶极矩增加，并形成新的极区来调节其空间电荷分布，这显著提高了纳米纤维素材料的电子供应能力，最大输出功率密度增加了2.78倍（从45μW cm−2增加到125μW cm–2）。值得注意的是，CNF-Cu（II）摩擦电材料表现出优异的抗菌性（>99%）和紫外线透射率（<8%）以及对湿度干扰的抵抗力，在高湿度（90%RH）下仅表现出5.9%的电压输出损失。这项研究的设计为适应恶劣环境的纤维素极性调制和能量收集提供了新的方法。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285524002209?via%3Dihub