高压电性薄木的构筑及其响应机制

摘要

随着智能家居和物联网的发展，利用木材压电效应赋予家居木制品智能响应能力受到广泛关注。基于低共熔溶剂处理功能化改性轻木木材，构筑了具备良好力学性能的高压电性薄木。首先通过氯化胆碱-乳酸低共熔溶剂体系软化处理轻木薄木，结果显示，薄木部分木质素被去除的同时仍保持着其良好的多孔结构，赋予软化薄木优异的压缩回弹性能(如在应力49.00 kPa的条件下可压缩回弹循环100圈，应变保留率高达75%);再利用氯化锌-尿素低共熔溶剂体系热处理软化薄木，结果表明，所得改性薄木的细胞壁表面大量附着生长的纳米氧化锌，并且在保持优异力学性能的同时也表现出良好的压电性能(长20 mm、宽20 mm、厚1 mm的单个薄木样品输出电压可达0.24 V。4个薄木样品串联组成的改性薄木组输出电压高达0.92 V),其中，高压电性薄木的成功构筑主要归因于木材多级孔隙结构提供的电荷产生的基底和木材层级结构构建的电荷传输通道。因此，所获得的高压电性薄木不仅为制备适用于智能家居领域的自供电木基电子器件提供了科学指导，也为木材高值化利用提供了理论依据。

关键词

高压电性薄木 / 低共熔溶剂 / 压缩回弹性能 / 自供电木基电子器件