南工大陳蘇教授：微流體紡絲導向的新型柔性可穿戴超級電容器

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可穿戴電子器件由於其輕質柔韌、可彎曲摺疊、智能高效、多功能集成等優點深受世界科研工作者們的喜愛。然而，構築具有高柔性、可編織、體積小、大能量儲存的能源材料為可穿戴器件供能，成為該領域關鍵性的挑戰。

在眾多儲能材料中，一維線性結構的柔性纖維狀微型超級電容器（Micro-supercapacitor, micro-SCs）是最具潛力實現為柔性穿戴器件供能的選擇。然而，由於目前製備的導電纖維材料難以獲得成分均一、大比表面積、均勻有序多孔網路結構，造成內部離子傳輸速度慢和嵌入累積量少，使得宏觀器件電荷存儲少和能量密度低。因而，如何設計纖維電極材料和微觀結構，促進離子快速輸運和累積，從而實現器件高電荷存儲和大能量密度輸出等性能，成為國際上能源領域挑戰性的研究課題。

針對上述問題，南京工業大學陳蘇教授從設計材料微觀分級多孔結構入手，利用微流控均勻成絲、大面積製備纖維為導向，通過介質在微反應系統中液-液界面自組裝及分子功能化摻雜成孔為手段，構築具有大能量密度輸出、規模化編織和柔性穿戴應用前景的氮摻雜多孔石墨烯纖維超級電容器。該研究成果於被國際材料領域的頂級刊物Advanced Functional Materials收錄。

研究者們採用限域微通道內，前驅體均勻組裝反應和原位摻雜技術，製備具有高導電性、大比表面積和均勻孔結構的纖維材料。基於該纖維構築的微型超級電容器所表現的比電容、能量密度和功率密度均創國際新高。成功實現為LEDs、音響、背光源、單色和彩色顯示器等視聽電子器件的供能應用。該方法為不僅為新型電極材料的設計提供了新思路，還大大促進纖維電容器在可穿戴電子領域的發展，有望取代微電池並廣泛應用於能量存儲領域。

文章信息：High-Performance Wearable Micro-Supercapacitors Based on Microfluidic-Directed Nitrogen-Doped Graphene Fiber Electrodes,Guan Wu, Pengfeng Tan, Xingjiang Wu, Lu Peng, Hengyang Cheng, Cai-Feng Wang, Wei Chen, Ziyi Yu and Su Chen*,Advanced Functional Materials,DOI: 10.1002/adfm.201702493

本文轉自：高分子科學前沿，有改動（轉載僅為傳遞有用信息，版權歸原作者所有，如侵犯權益，請聯繫刪除）。

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