日前，復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系和先進(jìn)材料實驗室彭慧勝教授團(tuán)隊通過設(shè)計一種新的旋轉(zhuǎn)平移制備法，首次成功制備出可拉伸的線狀超級電容器（圖1），從而有效結(jié)合了高分子材料的彈性及碳納米管的優(yōu)異電學(xué)和機械性能。該項最新的研究工作在線發(fā)表在國際化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。

柔性便攜設(shè)備是當(dāng)今電子器件的主流發(fā)展方向，彈性是其必不可少的特性之一。目前有彈性的電子器件， 如電化學(xué)超級電容器、鋰離子電池、有機太陽能電池等都是在傳統(tǒng)的平面狀基底上實現(xiàn)的。便攜式應(yīng)用設(shè)備要求必須具有質(zhì)量輕、體積小、效率高等特點，同時還得具有一定的彈性，研究工作極具挑戰(zhàn)性。

近年來有許多制備線狀微型器件的嘗試。與平面狀結(jié)構(gòu)相比，線狀結(jié)構(gòu)具有質(zhì)輕和可編織的優(yōu)勢。通常，同軸結(jié)構(gòu)和纏繞結(jié)構(gòu)的超級電容器在彎曲的條件下依然具有優(yōu)異性能，但是它們沒有彈性，而彈性在許多應(yīng)用中至關(guān)重要。比如實際應(yīng)用的電子紡織器件，如果不具有彈性則易斷裂和破損。迄今為止，尚未有關(guān)于可拉伸高性能線狀超級電容器的研究，這主要是受到電極材料的限制。

我校高分子科學(xué)系和先進(jìn)材料實驗室彭慧勝教授設(shè)計了一種旋轉(zhuǎn)平移法，可有效結(jié)合高分子的彈性及碳納米管的優(yōu)異電學(xué)和機械性能，首次成功制備出可拉伸的線狀超級電容器（圖1）。這種電容器可彎曲、折疊和拉伸，且在拉伸75%的情況下能100%保持電容器的各項性能（圖2）。這種線狀電容器可進(jìn)一步編織成各種形狀的織物，并可集成于各種微型電子器件上，從而滿足未來對于微型能源的需求。

據(jù)悉，該項研究工作在線發(fā)表于《應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed.）雜志后不久，該期刊專門以“超級可拉伸電子器件（Super-Stretchy Electronics）”為題進(jìn)行了專門的新聞發(fā)布。他們認(rèn)為“人們迫切需要可穿著電子器件，為了實現(xiàn)電子織物的長期穩(wěn)定工作，必然要求所有的元件是柔性的和可拉伸的。中國的研究人員現(xiàn)在發(fā)明了一種新型的（線狀）超級電容器，完全滿足了這個方向的要求?！保ˋ mobile telephone display for your jacket sleeve, ECG probes for your workout clothes - wearable electronics are in demand. In order for textiles with built-in electronics to function over longer periods of time, all of the components need to be flexible and stretchable. In the journal Angewandte Chemie, Chinese researchers have now introduced a new type of supercapacitor that fulfills this requirement.）

2013年12月5日，最新一期Nature雜志主刊，以研究亮點對我校彭慧勝教授發(fā)展的新型可拉伸線狀超級電容器進(jìn)行了報道，認(rèn)為“可穿著電子器件要求各部件具有可拉伸性，但目前部分為平面結(jié)構(gòu)。復(fù)旦大學(xué)彭慧勝等發(fā)展了高度可拉伸的纖維狀超級電容器，然后編成織物（解決上述難題）”（Wearable electronics require stretchy components, but such parts are often flat sheets, which limits their ability to be incorporated into fabrics. So Huisheng Peng and his colleagues at Fudan University in Shanghai, China, have developed supercapacitors-devices that store electric charge — in the form of highly stretchable fibres, which can be woven into textiles）。