[논문]Cost-effective and strongly integrated fabric-based wearable piezoelectric energy harvester

Kim, Jaegyu; Byun, Seoungwoo; Lee, Sangryun; Ryu, Jeongjae; Cho, Seongwoo; Oh, Chungik; Kim, Hongjun; No, Kwangsoo; Ryu, Seunghwa; Lee, Yong Min; Hong, Seungbum

doi:10.1016/j.nanoen.2020.104992

[해외논문] Cost-effective and strongly integrated fabric-based wearable piezoelectric energy harvester

Nano energy, v.75, 2020년, pp.104992 -

Kim, Jaegyu (Department of Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)) , Byun, Seoungwoo (Department of Energy Science and Engineering, Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)) , Lee, Sangryun (Department of Mechanical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)) , Ryu, Jeongjae (Department of Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)) , Cho, Seongwoo (Department of Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)) , Oh, Chungik (Department of Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)) , Kim, Hongjun (Department of Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) Republic of Ko) , No, Kwangsoo , Ryu, Seunghwa , Lee, Yong Min , Hong, Seungbum

Abstract ▼ AI-Helper

Abstract Fabric-based wearable electronics are becoming more important in the fourth industrial revolution (4IR) era due to their connectivity, wearability, comfort, and durability. Conventional fabric-based wearable electronics have been demonstrated by several researchers, but still need complex methods or additional supports to be fabricated and sewed in clothing. Herein, a cost-effective, high throughput, and strongly integrated fabric-based wearable piezoelectric energy harvester (fabric-WPEH) is demonstrated. The fabric-WPEH has a heterostructure of a ferroelectric polymer, poly(vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene) [P(VDF-TrFE)] and two conductive fabrics via simple fabrication of tape casting and hot pressing. Our fabrication process would enable the direct application of the unit device to general garments using hot pressing as graphic patches can be attached to the garments by heat press. Simulation and experimental analysis demonstrate fully bendable, compact and concave interfaces and a high piezoelectric d 33 coefficient (−32.0 pC N−1) of the P(VDF-TrFE) layer. The fabric-WPEH generates piezoelectric output signals from human motions (pressing, bending) and from quantitative force test machine pressing. Furthermore, a record high interfacial adhesion strength (22 N cm−1) between the P(VDF-TrFE) layer and fabric layers has been measured by surface and interfacial cutting analysis system (SAICAS) for the first time in the field of fabric-based wearable piezoelectric electronics. Highlights We developed a highly flexible fabric-based wearable piezoelectric energy harvester. Our fabrication process using hot pressing and tape casting is very simple and easy to control. The energy harvester has a record high interfacial adhesion strength between the piezoelectric layer and the fabrics layers. Our energy harvester has potential in the fields of embedded wearable applications. Graphical abstract [DISPLAY OMISSION]

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참고문헌 (54)

Adv. Mater. Li 22 2534 2010 10.1002/adma.200904355

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Nat. Commun. Zou 10 2695 2019 10.1038/s41467-019-10433-4

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Sci. Bull. Sun 64 1336 2019 10.1016/j.scib.2019.07.001

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Mater. Today Energy Jiang 16 2020
Adv. Funct. Mater. Zhao 30 2019
Adv. Mater. Dong 32 2020
Adv. Mater. Zeng 26 5310 2014 10.1002/adma.201400633

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J. Mater. Chem. Ferreras 21 637 2011 10.1039/C0JM02208J

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Adv. Mater. Wang 28 6640 2016 10.1002/adma.201601572

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Adv. Energy Mater. Jost 5 2015 10.1002/aenm.201401286

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ACS Nano Ramadoss 9 4337 2015 10.1021/acsnano.5b00759

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Adv. Funct. Mater. Lai 27 2017
J. Mater. Chem. Ning 6 19143 2018 10.1039/C8TA07784C

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Zhang 1 2017 Micro Electro Mechanical Systems Triboelectric nanogenerators
Nat. Energy Chen 1 16138 2016 10.1038/nenergy.2016.138

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Adv. Funct. Mater. Kim 27 2017
RSC Adv. Kim 5 10662 2015 10.1039/C4RA16443A

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Nano Energy Kim 58 78 2019 10.1016/j.nanoen.2018.12.096

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Appl. Phys. Lett. Li 104 2014
Nano Energy Zhang 50 35 2018 10.1016/j.nanoen.2018.05.025

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ACS Appl. Mater. Interfaces Zhang 10 35539 2018 10.1021/acsami.8b13261

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Energy Environ. Sci. Soin 7 1670 2014 10.1039/C3EE43987A

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Nano Energy Zhang 13 298 2015 10.1016/j.nanoen.2015.02.034

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J. Appl. Polym. Sci. Jabbari 133 42829 2016 10.1002/app.42829

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ACS Appl. Mater. Interfaces Son 6 526 2014 10.1021/am404580f

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ACS Appl. Mater. Interfaces Kim 8 23688 2016 10.1021/acsami.6b06344

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Polymers Cardoso 10 161 2018 10.3390/polym10020161

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Nano Energy Chou 53 550 2018 10.1016/j.nanoen.2018.09.006

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Comsol 65 2017 COMSOL AB: Stockholm, Sweden
Materials Li 10 2017
Polym. Eng. Sci. Ahn 54 466 2014 10.1002/pen.23570

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J. Appl. Polym. Sci. Yao 134 44413 2017 10.1002/app.44413

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Adv. Colloid Interface Sci. Furukawa 71-72 183 1997 10.1016/S0001-8686(97)00017-1
Int. J. Hydrogen Energy Hasran 38 9484 2013 10.1016/j.ijhydene.2012.12.054

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J. Mater. Sci. Kim 52 2400 2016 10.1007/s10853-016-0534-z

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Int. J. Appl. Ceram. Technol. Gonczy 2 422 2005 10.1111/j.1744-7402.2005.02043.x

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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