近日，西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室杨维清教授，张海涛副教授，以本学院为第一单位，在纳米能源领域的国际著名期刊Nano Energy上发表题为“An Ultrathin Robust Polymer Membrane for Wearable Solid-State Electrochemical Energy Storage”的研究论文。《Nano Energy》是纳米能源材料领域的顶级期刊，2019年影响因子为16.602。

图1. 高强度聚苯胺薄膜的设计及制备

人类社会正在阔步迈入物联网（IoTs）时代。作为IoTs的重要组成部分，可穿戴生物电子器件可以为健康监测和人际交流提供坚实保障。可以预见，在不久的将来，可穿戴生物电子器件的数量将会呈爆发式增长。但是传统的中央供能系统无法满足持续增长的分布式可穿戴电子器件的能量需求，因此，分布式能源方案的开发迫在眉睫。基于这一背景，可穿戴固态超级电容器应运而生。可穿戴固态超级电容器的电化学性能主要取决于电极材料。时至今日，开发高强度，大面积，自支撑的薄膜电极仍然是横亘在研究者面前的难题；这也是可穿戴固态超级电容器的商业化应用的瓶颈所在。综上所述，开发出高强度，大面积，自支撑的薄膜电极对于可穿戴固态超级电容器的研究和应用具有重要意义。

近日，杨维清及张海涛团队利用超分子策略结合简单的刮涂工艺，实现了高强度，大面积，自支撑的聚苯胺薄膜电极的设计和制备，并成功将其运用到了电化学能量存储当中。这种聚苯胺薄膜力学性能优异，断裂强度高达33.7 MPa， 断裂伸长率为17.8%。结合紫外冷光加工技术和自流延成型策略，研究人员进一步制备出了基于聚苯胺薄膜的可穿戴固态超级电容器。这种超级电容器展现出高达154.4 mF cm-2的面电容和1.91 mWh cm-3的能量密度（对应功率密度为42.55 mW cm-3）。该工作为可穿戴电子器件的供能问题提供了新思路。

图2.基于导电聚合物薄膜的可穿戴柔性超级电容器

相关研究成果最近以“An Ultrathin Robust Polymer Membrane for Wearable Solid-State Electrochemical Energy Storage”为题发表在国际高水平期刊《Nano Energy》上。西南交通大学材料学院博士生储翔为本文第一作者，杨维清教授和张海涛副教授为本文通讯作者。该工作的发表，得到了国家自然科学基金和四川省科技厅相关项目的资助。