Electrically Conductive Graphene-Based Biodegradable Polymer Composite Films with High Thermal Stability and Flexibility

Xuejiao Liu; Qinfeng Zou; Tianhao Wang; Liping Zhang

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자료유형: 학술저널

저자정보: Xuejiao Liu (Beijing Forestry University) Qinfeng Zou (Beijing Forestry University) Tianhao Wang (Beijing Forestry University) Liping Zhang (Beijing Forestry University)

저널정보: 성균관대학교 성균나노과학기술원 NANO NANO Vol.13 No.3

발행연도: 2018.1

수록면: 109 - 122 (14page)

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Cellulose nanofibril (CNF) and graphene (GR) powder were added into polylactic acid (PLA)/ polypyrrole (PPy) composite films via a low-cost, eco-friendly, low-temperature, and in-situ polymerization synthesis, which obtain novel flexible and conductive polylacticacid-cellulose nanofibril-graphene/polypyrrole (PLA–CNF–GR/PPy) composite films. The CNF was embedded in the PLA matrix to enhance the mechanical properties. Remarkably, when a few GR (1%) powder was added, the tensile strength of composite films increased by 5.6%, respectively, compared with pure PLA–CNF, and increased by 17.6% compared with the PLA. The GR and CNF had a positive influence on mechanical properties of composite films. In addition, the PLA–CNF–GR/PPy composite films exhibited many unique properties when GR powder was introduced, including high thermal stability, and especially electrical conductivity. The electrical conductivity of the PLA–CNF–GR/PPy composite films increased from 0.12 to 1.06 S/cm as the content of GR powder increased from 0 to 10%. The PLA–CNF–GR-10/PPy also demonstrated excellent flexible stability, only 7.5% deviation after over 100 bending cycles. Furthermore, we designed and found that the exploration of a flexible solid-state supercapacitor assembled with PLA–CNF–GR-10/PPy composite electrodes had a capacitance of 30 F/g at a current density of 0.5 A/g. Although it was not quite as prominent as the capacitance, it provided an innovative means for preparing the conductive composite films. Based on these advantages the PLA–CNF–GR/PPy could be considered as sensors, flexible electrodes, and flexible displays. It also opens a new field of potential applications of biodegradable materials.

참고문헌 (2)

참고문헌 신청

L. N. Dang / 2015 / Cellulose 22:1799

F. Deng / 2013 / Nanoscale 5:8703

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