通常,具有化学交联双网络的水凝胶在发生较大变形后,共价键发生不可逆断裂,失去自愈性能,而物理交联的水凝胶的机械性能有限。使水凝胶在保持良好自愈性能的同时保持其机械强度,仍然具有挑战。杭州电子科技大学辛青课题组报道了聚乙烯醇(PVA)与聚 N-羟乙基丙烯酰胺(PHEAA)完全物理交联形成的水凝胶。PVA和PHEAA分别作为主物理网络和从物理网络。二者之间大量的可逆氢键基团,建立了一个高度协同、可逆的氢键网络,在水凝胶的自愈性能中起关键作用。该水凝胶具有出色的拉伸性(723%)和高离子电导率(21.8 mS/cm)。通过电极的原位生长,我们获得了一种具有良好的柔韧性和自愈合能力的非层叠超级电容器。由于采用了非层压的一体化结构,超级电容器可以在弯曲和刺穿条件下稳定工作。该超级电容器的面积电容为 253.1 mF/cm2,经过五个切割愈合周期后,电容保持率为 80%,该超级电容器在自愈后仍能为时钟供电。这一制造策略为未来的柔性储能设备提供了新的思路。
Kaihao Hua, Dr. Qing Xin, Dr. Jun Lin, Dr. Shangqing Liang, Dr. Guoqing Yang
Chemistry – A European Journal
DOI: 10.1002/chem.202302355