Poly(vinylidene fluoride)-based dielectric materials are prospective candidates for high power density electric storage applications because of their ferroelectric nature, high dielectric breakdown strength and superior processability. However, obtaining a polar phase with relaxor-like behavior in poly(vinylidene fluoride), as required for high energy storage density, is a major challenge. To date, this has been achieved using complex and expensive synthesis of copolymers and terpolymers or via irradiation with high-energy electron-beam or γ-ray radiations. Herein, a facile process of pressing-and-folding is proposed to produce β-poly(vinylidene fluoride) (β-phase content: ~98%) with relaxor-like behavior observed in poly(vinylidene fluoride) with high molecular weight > 534 kg mol-1, without the need of any hazardous gases, solvents, electrical or chemical treatments. An ultra-high energy density (35 J cm-3) with a high efficiency (74%) is achieved in a pressed-and-folded poly(vinylidene fluoride) (670-700 kg mol-1), which is higher than that of other reported polymer-based dielectric capacitors to the best of our knowledge.

Abstract The development of new flexible and stretchable sensors addresses the demands of upcoming application fields like internet‐of‐things, soft robotics, and health/structure monitoring. However, finding a reliable and robust power source to operate these devices, particularly in off‐the‐grid, maintenance‐free applications, still poses a great challenge. The exploitation of ubiquitous temperature gradients, as the source of energy, can become a practical solution, since the recent discovery of the outstanding thermoelectric properties of a conductive polymer, poly(3,4‐ethylenedioxythiophene)‐poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS). Unfortunately the use of PEDOT:PSS is currently constrained by its brittleness and limited processability. Herein, PEDOT:PSS is blended with a commercial elastomeric polyurethane (Lycra), to obtain tough and processable self‐standing films. A remarkable strain‐at‐break of ≈700% is achieved for blends with 90 wt% Lycra, after ethylene glycol treatment, without affecting the Seebeck voltage. For the first time the viability of these novel blends as stretchable self‐powered sensors is demonstrated.

The capacitive energy storage of polymer dielectrics degrades rapidly at elevated temperatures and electric fields owing to the exponential growth of conduction loss. The formation of conduction loss is mainly...

The fabrication of eco-friendly and high-performance composite materials has gained significant attention for multifunctional applications. Polyvinyl alcohol (PVA)/starch composite films containing varying amounts of Ti

Thermoplastic interleaving is a well-established approach to toughen carbon fibre thermoset laminates, studied over the past five decades. Recently, it has been revisited to create functional smart composites with damage sensing and repair capabilities with a renewed focus on the sustainability and longevity of components. However, the introduction of thermoplastic films within the interlaminar region often lowers fibre volume fraction and performance at elevated temperature, while the addition of impermeable continuous films during manufacture may also limit compatible fabrication methods. Moreover, the incorporation of dielectric thermoplastic films inevitably reduces through-thickness electrical conductivity and prevents accurate damage sensing of delamination in carbon fibre laminates. In this study, strategies of using discontinuous interleaving to improve both fracture toughness and thermomechanical properties of carbon fibre epoxy laminates, with the ability to monitor delamination damage and restore mechanical properties after a short healing step have been explored. Both the interleaving design and the physical properties of the thermoplastic were assessed, which has not been addressed previously. Interleaving high molecular weight thermoplastic with decreasing interleaf width and distance between interleaf zones results in increased fracture toughness (+347 %), by creating a superior toughened interlaminar zone, forcing a migration of delamination into the intralaminar region. A maximum repair efficiency of 77 % was achieved when using a lower molecular weight of thermoplastic; however, the lack of thermoplastic over the entire fracture surface area affects the repairing performance universally. Damage sensing and thermomechanical properties were significantly improved compared to continuous interleaving, demonstrating that discontinuous thermoplastic interleaving strategies offer a favourable combination of toughening, thermal performance and accurate damage sensing for multifunctional high-performance composites.

Abstract Gelatin‐based composite films with enhanced physical and barrier performance are attractive for food packaging applications due to their potential to address critical challenges in the food packaging industry. This study presents gelatin‐based nanocomposite films reinforced with Ti 3 C 2 T x MXene, developed through solution casting and optimized for food packaging applications. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and X‐ray diffraction (XRD) confirm that MXene nanoplatelets interacted with gelatin through the formation of hydrogen bonds. A homogeneous distribution of MXene in the gelatin matrix is observed using scanning electron microscopy (SEM). The in‐plane alignment of MXene is observed by SEM and is quantitatively demonstrated by polarized Raman spectroscopy. The Young's modulus and tensile strength of the films increased from 1.17 to 1.6 GPa and from 39.2 to 48.4 MPa, respectively, with 0.75 wt.% MXene, while the inclusion of MXene nanoplatelets proves highly effective at blocking UV light transmission. The water and oxygen permeability of the films are considerably reduced while composites display a hydrophobic behavior. Quite importantly, the produced films exhibit outstanding recyclability making them a compelling alternative to traditional packaging materials and addressing environmental concerns in the packaging industry.

Abstract The Selective Metallization Technique shows promise for roll-to-roll in-line patterning of flexible electronics using evaporated metals, but challenges arise when applied to sputtering functional materials. This study overcomes these challenges with simultaneous sputtering of Bi-Sb-Te and evaporation of metal (Ag or Cu) for thermoelectric layers when using Selective Metallization Technique. Large-scale manufacturing is demonstrated through roll-to-roll processing of a 0.8 m wide polymer web at 25 m/min, achieving high-throughput production of functional thin-film patterns with nanometer thickness. The room-temperature-deposited material system exhibits significantly enhanced thermoelectric performance and facilitates an n-type-to-p-type transition in the Cu- or Ag-containing Bi-Sb-Te-based composite film. Here, we show that while applying Selective Metallization Technique, the evaporation of metal modifies the impact of residual oil on Bi-Sb-Te, which can be effectively removed with a few seconds of plasma exposure, and the fabricated thermoelectric devices are validated in wearable applications utilizing a coiled-up wristband design.