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Piezoelectric polymer microfiber‐based composite for the flexible ultra‐sensitive pressure sensor
Journal of Applied Polymer Science ( IF 2.7 ) Pub Date : 2019-12-30 , DOI: 10.1002/app.48884 Duc‐Nam Nguyen 1 , Wonkyu Moon 1
Journal of Applied Polymer Science ( IF 2.7 ) Pub Date : 2019-12-30 , DOI: 10.1002/app.48884 Duc‐Nam Nguyen 1 , Wonkyu Moon 1
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This study presents a new type of composite consisting of piezoelectric poly(γ‐benzyl‐α, l‐glutamate) (PBLG) polymer fibers, which contain a large dipole moment, and the elastomer polydimethylsiloxane (PDMS) as the matrix material. PBLG microfibers were fabricated and polarized using the electrospinning method and cast in PDMS to form a unidirectional continuous‐fiber composite. The PBLG/PDMS composite was characterized based on various aspects such as crystalline structure, mechanical properties, piezoelectricity, and electromechanical response. The piezoelectric charge constants in the transverse and longitudinal modes were measured to be 10.2 and 54 pC/N, respectively, which are the largest piezoelectric coefficients of biocompatible polymers up to date. The thin PBLG/PDMS composite film can produce up to 200 mV peak‐to‐peak under sinusoidal actuation and exhibit ultra‐sensitivity up to 615 mV N−1. These results show the great potential of the highly flexible piezoelectric polymer fiber‐based composite for use in a variety of applications such as energy harvesting devices, biomechanical self‐powered structures, and force sensors. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019, 137, 48884.
中文翻译：
压电聚合物基于微纤维的复合材料，用于柔性超灵敏压力传感器
这项研究提出了一种新型的复合材料，由压电聚（γ-苄基-α，l谷氨酸）（PBLG）聚合物纤维，它具有很大的偶极矩，并且以弹性体聚二甲基硅氧烷（PDMS）为基质材料。使用静电纺丝方法制造并极化PBLG超细纤维，然后在PDMS中浇铸以形成单向连续纤维复合材料。PBLG / PDMS复合材料的特征在于晶体结构，机械性能，压电性和机电响应等各个方面。在横向和纵向模式下测得的压电电荷常数分别为10.2和54 pC / N，这是迄今为止生物相容性聚合物的最大压电系数。PBLG / PDMS复合薄膜可以在正弦驱动下产生高达200 mV的峰峰值，并显示高达615 mV N -1的超灵敏性。这些结果表明，高柔韧性的压电聚合物纤维基复合材料具有巨大的潜力，可用于各种应用中，例如能量收集设备，生物力学自供电结构和力传感器。分级为4 +©2019 Wiley Periodicals，Inc.J.Appl。Polym。科学 2019，137，48884。
更新日期：2019-12-30
中文翻译：
压电聚合物基于微纤维的复合材料，用于柔性超灵敏压力传感器
这项研究提出了一种新型的复合材料，由压电聚（γ-苄基-α，l谷氨酸）（PBLG）聚合物纤维，它具有很大的偶极矩，并且以弹性体聚二甲基硅氧烷（PDMS）为基质材料。使用静电纺丝方法制造并极化PBLG超细纤维，然后在PDMS中浇铸以形成单向连续纤维复合材料。PBLG / PDMS复合材料的特征在于晶体结构，机械性能，压电性和机电响应等各个方面。在横向和纵向模式下测得的压电电荷常数分别为10.2和54 pC / N，这是迄今为止生物相容性聚合物的最大压电系数。PBLG / PDMS复合薄膜可以在正弦驱动下产生高达200 mV的峰峰值，并显示高达615 mV N -1的超灵敏性。这些结果表明，高柔韧性的压电聚合物纤维基复合材料具有巨大的潜力，可用于各种应用中，例如能量收集设备，生物力学自供电结构和力传感器。分级为4 +©2019 Wiley Periodicals，Inc.J.Appl。Polym。科学 2019，137，48884。
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