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【学术东林】我校纤维素超分子组装柔性电极材料研究取得新进展|yabo亚博网站登录

【学术东林】我校纤维素超分子组装柔性电极材料研究取得新进展|yabo亚博网站登录

本文摘要:当前,小型类消费电子产品的较慢发展呼唤柔性和轻量化的电源研发,但常规电化学储能材料或装置一般来说无法带入柔性电子产品中,急切需要寻找失望的材料并设计研发精致灵活性的储能材料。近日,我校材料科学与工程学院(生物质材料科学与技术教育部重点实验室)于海鹏教授研究团队明确提出一种纤维素与3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)的超强分子装配及原位单体策略,并在此基础上研发出有多壁碳纳米管增强型的纤维素/PEDOT:PSS复合膜电极材料,表明了出色的电化学性能。

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当前,小型类消费电子产品的较慢发展呼唤柔性和轻量化的电源研发,但常规电化学储能材料或装置一般来说无法带入柔性电子产品中,急切需要寻找失望的材料并设计研发精致灵活性的储能材料。近日,我校材料科学与工程学院(生物质材料科学与技术教育部重点实验室)于海鹏教授研究团队明确提出一种纤维素与3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)的超强分子装配及原位单体策略,并在此基础上研发出有多壁碳纳米管增强型的纤维素/PEDOT:PSS复合膜电极材料,表明了出色的电化学性能。涉及研究成果公开发表在《ACS Applied Materials Interfaces》(DOI: 10.1021/acsami.7b01852)。

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据论文第一作者赵大伟讲解,离子液体对纤维素和EDOT皆具备很好的溶解性,二者可以在离子液体的环境中构建均匀分布混合,并在其后再造成膜过程中再次发生超强分子装配构成分子链段和网络骨架,诱导PEDOT:PSS的原位单体和均匀分布成膜,能明显提高PEDOT的成膜性、柔性和力学稳定性。整个过程方法非常简单,构建效果好。在此基础上,将碳纳米管引进聚合物基质中制取出有柔性和低导电性的复合膜材料,具备电阻较低、电解质离子传输速率低的特点,在三电极测试体系中展现全面出色的电化学性能和循环稳定性,以此为电极材料建构的固态超级电容器中也展现较高的比电容和能量密度。同时,无论电极材料还是超级电容器都具备高度的稳定性,需要在明显变形或高温条件下之后工作,结构完整性和电容性能会再次发生显著变化。

总体而言,这项工作获取了一种离子液体处置纤维素作为分子介质制取柔性和导电储能膜的新策略。研究工作获得了国家自然科学基金、黑龙江省杰出青年科学基金和“万人计划”青年高级教师人才项目的反对。

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