當前，小型類消費電子產品的快速發展呼喚柔性和輕量化的電源開發，但常規電化學儲能材料或裝置通常難以融入柔性電子產品中，急切需要找到滿意的材料并設計開發新穎靈活的儲能材料。近日，我校材料科學與工程學院（生物質材料科學與技術教育部重點實驗室）于海鵬教授研究團隊提出一種纖維素與3,4-乙撐二氧噻吩（EDOT）的超分子組裝及原位聚合策略，并在此基礎上開發出多壁碳納米管增強型的纖維素/PEDOT:PSS復合膜電極材料，顯示了優異的電化學性能。相關研究成果發表在《ACS Applied Materials & Interfaces》（DOI: 10.1021/acsami.7b01852）。
據論文第一作者趙大偉介紹，離子液體對纖維素和EDOT均具有很好的溶解性，二者可以在離子液體的環境中實現均勻混合，并在其后再生成膜過程中發生超分子組裝形成分子鏈段和網絡骨架，誘導PEDOT:PSS的原位聚合和均勻成膜，能顯著改善PEDOT的成膜性、柔性和力學穩定性。整個過程方法簡單，實現效果好。在此基礎上，將碳納米管引入聚合物基質中制備出柔性和高導電性的復合膜材料，具有電阻低、電解質離子傳輸速率高的特點，在三電極測試體系中展現出全面優異的電化學性能和循環穩定性，以此為電極材料構建的固態超級電容器中也展現出較高的比電容和能量密度。同時，無論電極材料還是超級電容器都具有高度的穩定性，能夠在顯著變形或高溫條件下繼續工作，結構完整性和電容性能不會發生明顯變化。總體而言，這項工作提供了一種離子液體處理纖維素作為分子介質制備柔性和導電儲能膜的新策略。
研究工作得到了國家自然科學基金、黑龍江省杰出青年科學基金和“萬人計劃”青年拔尖人才項目的支持。
