Enhanced electro-active phase in a luminescent P(VDF–HFP)/Zn2+ flexible composite film for piezoelectric based energy harvesting applications and self-powered UV light detection

文献情報

出版日 2017-06-28
DOI 10.1039/C7CP01714F
インパクトファクター 3.676
著者

Prakriti Adhikary, Dipankar Mandal


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要旨

We have prepared a flexible polymer composite film containing poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (P(VDF–HFP)) and Zn2+ for the fabrication of a multifunctional piezoelectric based nanogenerator (MFNG), where a traditional electrical poling treatment was avoided. The desirable amount of Zn2+ yields more than 99% of electro-active phases in the P(VDF–HFP) matrix that co-operates to enhance the dielectric properties of the composite film via hydrogen bonding interactions. In situ thermal Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy affirms the improved thermal stability of the electro-active β-phase and the β → γ phase transition temperature in the Zn2+ doped composite film. It also shows UV absorption and intense blue light emission confirmed by a CIE 1931 chart that gives it applicability as a flexible optical sensor. The MFNG behaves as an efficient mechanical energy harvester that delivers an open-circuit voltage ∼6 V and an output power of 2.4 μW and successfully enables the charging of a capacitor by simple repetitive finger touch and release motions (a pressure amplitude of ∼14 kPa). The UV light sensing ability of the MFNG is confirmed under the continuous application and removal of applied stress, which is very promising for designing versatile self-powered optoelectronic smart sensors. Our approach is very simple and cost effective for the construction of a new class of flexible multifunctional energy harvesters that have wonderful applications in the areas of piezo-photonics, wireless detection and flexible self-powered opto-electronics.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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