电活性生物质胶水对碳纳米管@聚苯胺/石墨烯薄膜仿生强化和增韧

由实体建筑构成的天然珍珠层，展现出非凡的强度和韧性，为构建用于柔性储能和便携式电子设备的高性能多功能薄膜提供了灵感。最近，科研人员按照这个想法制造了一种仿珍珠层的石墨烯薄膜（CNT@PANI/rGO/TA），其中电活性生物质单宁（TA）作为胶水，伴随着“砂浆”聚苯胺包裹的碳纳米管（CNT@PANI），将还原的氧化石墨烯（rGO）“砖块”粘在一起。

得益于 CNT 上的 PANI 薄层，CNT@PANI 纳米线嵌入到 rGO 夹层中，从而使纳米片互锁，并形成明确的多孔多层结构。获得的 CNT@PANI/rGO/TA 薄膜表现出高机械强度（174.6 MPa）和韧性（9.17 MJ m-3）。同时，由CNT@PANI/rGO/TA组装的全固态柔性超级电容器表现出548.6 F cm-3的高电容和1 A g-1至50 A g-1的70.5%的优异倍率性能。即使在 -40 °C 时，超级电容器的比电容也高达 454.9 F cm-3，约为室温下电容的 83%。使用电活性生物质作为胶水构建具有高强度、韧性和储能性能的珍珠层模拟石墨烯基薄膜的策略被证明是简单有效的。

图5 H2SO4/纤维素水凝胶电解质全固态超级电容器的电化学性能

相关论文以题为Bioinspired strengthening and toughening of carbon nanotube@polyaniline/graphene film using electroactive biomass as glue for flexible supercapacitors with high rate performance and volumetric capacitance, and low-temperature tolerance发表在《Journal of Materials Chemistry A》上。通讯作者是湖南大学钟文斌教授。

参考文献：

doi.org/10.1039/D1TA05729D

封面图源自于图虫创意