近期，我院丁彬研究員帶領的“功能納米纖維材料”研究團隊在柔韌多孔碳納米纖維材料研究方面取得了突破性的進展🏧。他們首次將“多組分靜電紡絲”技術與“原位納米摻雜”方法相結合🖋，成功製備了出具有優異柔韌性，高比表面積及良好電化學性能的多孔碳納米纖維膜材料，並解釋了其柔性機理🪱。以該材料作為自支撐電極製備超級電容器具有較高的比電容和優異的循環穩定性。相關研究成果分別以“Elastic and hierarchical porous carbon nanofibrous membranes incorporated with NiFe2O4nanocrystals for highly efficient capacitive energy storage”和“Polybenzoxazine-based highly porous carbon nanofibrous membranes hybridized by tin oxides nanoclusters: durable mechanical elasticity and capacitive performance”為題發表在國際納米和能源材料領域知名學術期刊《Nanoscale》（Nanoscale2016, 8, 2195.）和《Journal of Materials Chemistry A》（J. Mater. Chem. A2016, 4, 7795.）上。
柔性碳納米纖維製備示意圖和應用性能展示近年來，柔性超級電容器作為一種新興的儲能器件，以其輕薄、可彎曲、可折疊等優良特性，成為柔性可穿戴儲能器件研究的重要發展趨勢。碳納米纖維材料因具有孔隙率高、比表面積大、導電性好等特性🙋🏼，在超級電容器電極材料領域表現出巨大的應用潛力，已成為超級電容器電極材料研究的熱點🤽🏼。然而，目前碳納米纖維材料普遍存在脆性大👚、易斷裂、力學性能差的問題，極大的限製了其在柔性超級電容器領域的實際應用。如何同步提升其柔韌性和電化學性能是實現超級電容器柔性化設計的重點和難點。
為此🕷，該團隊首次采用多組分共混紡絲技術👩🏻🚒，在前驅體纖維中引入功能性有機/無機鹽組分，通過其在高溫碳化過程中的催化誘導作用促進碳微晶結構有序化，提高了碳基體的石墨化程度🧑🏿💻；並通過控製其原位生成的金屬氧化物納米粒子尺寸，使其形成“增塑”效應，有效提升了碳納米纖維的柔韌性，所得纖維膜材料可達到紙巾的柔軟度🧍♂️。此外，該類材料比表面積最高可達1415m2g-1, 具有較好的電化學性能，其比電容最高為343F/g，且經循環充放電10000次後🎫，比電容仍可保持初始值的97%👩✈️✋🏼。更引人註意的是，由該材料製備的柔性電極在經受1000次彎折後，仍可保持其94.6%的初始比電容，表明其具有優異的機械穩定性能。該類柔韌碳納米纖維材料未來將有望在柔性超級儲能器件🦹🏽♀️、可穿戴電子設備等領域得到廣泛應用。
該項研究工作得到了國家自然科學基金、中央高校基礎研究基金💩，意昂官网勵誌計劃的大力資助。
