Nanogenerador triboeléctrico biodegradable dopado molecularmente con un rendimiento óptimo

Resumen Los nanogeneradores triboeléctricos (TENGs) basados en polímeros biodegradables (BPs) tienen ventajas, incluyendo biocompatibilidad y biodegradabilidad. Sin embargo, los TENGs biodegradables (BD‐TENGs) poseen un rendimiento de salida relativamente bajo, limitando su aplicación debido a las pequeñas diferencias en las polaridades triboeléctricas de la mayoría de los BPs. El dopaje molecular es un método sencillo y efectivo para alterar la polaridad triboeléctrica de los materiales triboeléctricos y mejorar el rendimiento de salida de los BD‐TENGs. Sin embargo, hay una falta de leyes y mecanismos sobre las diferencias en las polaridades triboeléctricas de diferentes moléculas dopadas, especialmente de moléculas con biodegradabilidad y biocompatibilidad. Aquí, se seleccionan distintos tipos de moléculas dopantes para dopar en materiales tribopositivos y tribonegativos, respectivamente, y se investigan sus polaridades triboeléctricas y leyes relacionadas. En particular, el rendimiento de salida del BD‐TENG se mejora varias veces mediante el dopaje con pequeñas cantidades de poli (glicol de polipropileno) (PPG) y celulosa etílica (EC), con una resolución mejorada en el monitoreo de señales respiratorias anormales. Este trabajo proporciona no solo una guía teórica para la selección de moléculas triboeléctricas, sino que también lleva a cabo una investigación en profundidad sobre los mecanismos triboeléctricos a nivel molecular.