为满足可穿戴式智能产品的供电与通信需求，具有高柔韧性、高透气性的纤维基储能织物成为全球研究热点。导电聚合物由于具有较高的导电性、储能特性以及溶剂加工性被广泛应用于纤维基储能器件的电极制备。然而，在传统的液相或气相氧化聚合法中，导电聚合物通常以颗粒自组装的方式在纤维基底上聚合成膜。这类结构虽然能展现良好的电化学性能，但活性材料与纤维界面的结合并不牢固。当纤维发生弯曲扭转等形变时，极易破坏电极结构与降低载量，大幅影响器件的使用寿命。因此，开发一种导电聚合物与纤维界面的新型结合方式，对长寿命、高性能纤维基储能器件的基础研究与实际应用十分重要。

本文要点：

  （1）在传统结合方式中，纤维的弯曲扭转等形变会导致电极的结构破损与载量下降，严重影响复合纤维的电学性能，大幅降低其电化学特性。

  （2）利用盐模板辅助气相聚合法，能在传统纤维界面成功实现二维导电聚合物的水平取向构筑，大幅提升复合纤维的断裂强度与电导率弯曲寿命。 

  （3）良好的结构稳定性与电化学性能主要源于二维纳米片的高导电性、高机械强度、高离子传输速率与丰富的氢键作用力。

  （4）该水平取向包覆的生长机理主要受盐模板的分布均匀性与载量有关，而与纤维表面亲疏水性关联较小。该方法可拓展到棉、涤纶、羊毛、莫代尔、芳纶等多种传统纤维上。

  （5）同样可拓展为聚吡咯、聚苯胺与聚噻吩的普适性制备。此外，不同于传统方法，该方法生长的纤维表面光滑，不易堵塞织物孔隙，能维持原始织物的高透气性与高弹性等特质。

  （6）所制备的超级电容器织物能展现优异的电化学储能特性、循环稳定性与弯曲循环寿命。

  论文链接：Jun Wan^#, Rong Hu^#, Junfeng Li^#, Shiyun Mi, Jinglin Xian, Zhiheng Xiao, Ziyang Liu, Aojie Mei, Siqi Xu, Mingzhao Fan, Huiyu Jiang*, Qian Zhang*, Huihong Liu*, Weilin Xu, A Universal Construction of Robust Interface between 2D Conductive Polymer and Cellulose for Textile Supercapacitor. Carbohydrate Polymers 2022, 284, 119230

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861722001345

作者简介

  姜会钰教授，武汉纺织大学化工学院副院长，湖北省黄梅县副县长。长期从事天然染料的应用及产业化关键技术、现代染整工艺理论、纤维界面调控与生物质纤维清洁染整技术。曾获中国纺织工业联合会技术发明奖三等奖、中国纺织工业联合会科技进步二等奖及三等奖、中国纺织工业联合会科技成果优秀奖、湖北省技术发明奖三等奖、省科技进步三等奖、中国纺织工业联合会针织内衣创新贡献奖、中国纺织工业协会“纺织之光奖教金”。主持了关于染料与纤维染整关键技术的重要横向项目10余项，获批工业和信息化部《植物染料染色针织服装》行业标准1项。主持及参与国家级项目、省教育厅项目与教育部重点实验室项目5项。发表论文30余篇。

  万骏副教授，武汉纺织大学化工学院，省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室成员。荣获湖北省“楚天学者计划”楚天学子。博士及博士后毕业于华中科技大学武汉光电国家研究中心。长期从事新能源纳米材料的新型制备与智能纺织品的研究。主持及参与了国家自然科学基金3项、湖北省自然科学基金1项、湖北省教育厅青年人才项目1项、中国博士后科学基金1项、国家重点实验室基金1项、湖北省重点实验室基金2项。共发表SCI收录论文20余篇，被引用1000余次。以第一作者及通讯作者身份在Adv. Funct. Mater.、J. Mater. Chem. A、Carbon、Carbohyd. Polym.、Nanoscale等学术期刊发表论文10余篇。已授权中国发明专利3项。担任Front. Mater.、Front. Technol.期刊客座编辑、新加坡维泽Viser专家库材料专家委员会委员、武汉纺织大学学报编委。