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Room-temperature Self-healing and Recyclable PDMS Elastomers with Superior Mechanical Properties for Triboelectric Nanogenerators

引用

Chinese Journal of Polymer Science 2024年第10期42卷 1566-1577页

作者： Shu-Juan Wang Lu Wang Hong-Zhe Su Zhi-Cheng Wu Qiao-Gen Zhang Wei Fan Xin-Li Jing School of Chemistry Joint Innovation Center of Thermal Protection Materials Xi'an Jiaotong University School of Electrical Engineering Xi'an Jiaotong University School of Textile Science and Engineering Xi'an Polytechnic University

Polydimethylsiloxane (PDMS) is an electron-withdrawing material that is widely used in triboelectric nanogenerators (TENGs). However, PDMS has poor mechanical properties after curing and is easily damaged when subjected to long-term workloads. Thus, the long-term stable operation of TENGs under mechanical deformation cannot be guaranteed. In this work, multiple hydrogen bonds and aromatic disulfide bonds were introduced into PDMS elastomers. These elastomers exhibited high toughness (a tensile strength of 1.91 MPa and an elongation at break of 340%), good recyclability, and room-temperature self-healing properties (healing efficiency of 96.4%in 24 h). Recyclable sandwich-like triboelectric nanogenerators with excellent electrical output performance (13.5 V) and room-temperature self-healing performance (24 h, 98% recovery of self-generating performance) were prepared by utilizing the hydrogen bonding between the PDMS elastomer and MXene. The work reported herein offers theoretical guidance and a compelling strategy for developing high-performance TENG negative friction layers.

关键词： aromatic disulfide bonds Hydrogen bonds Polydimethylsiloxane Room temperature self-healing Triboelectric nanogenerator

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