气凝胶材料常以其低密度、小孔洞尺寸、高孔隙率等独到的物理性质及内部结构组成在电化学等领域被广泛研究应用。但其常见的制备技术如冷冻干燥（Freezing-drying）及超临界流体干燥（supercritical drying）常存在由于极端制备条件而导致高耗能、高耗时等弊端以及的所需设备条件较为严苛等问题而难以满足气凝胶材料在诸多领域日益增长的需求。因此，应用新技术克服气凝胶材料在传统制备过程中所产生的弊端的同时保证其优良的物理性能及内部组成结构仍然是一挑战。

图1. 室温常压制备气凝胶机理及关键步骤

图2. PEDOT功能化气凝胶的制备及特性表征

图3.PEDOT气凝胶在湿气发电（图a-c）及超级电容器（图d-e）应用示意图及机理

  团队成员将上述PEDOT功能化气凝胶应用于电化学领域之中。在湿气发电领域中，通过亲水基团的吸水作用，其内部可解离的化学基团发生不同程度的解离，产生电势差，实现湿气发电。更进一步，在提供不同溶液的浸泡条件下，该气凝胶体现出不同的发电性能，其中KBr凭借其在水溶液中较高的溶解度及较小的离子粒径使该气凝胶具有较为优异的发电能力。在超级电容器领域中，以PEDOT所赋予该气凝胶较为优异的电化学性能为前提，进一步可通过电化学工作站测定其CV曲线验证其满足超级电容器的应用条件。以离子在PEDOT气凝胶表面吸附/解析附的过程为基础完成电荷的收集与释放，实现超级电容器的充放电过程。

  原文链接：Songsong Tang, Mingze Ma, Xujing Zhang, Xuan Zhao, Juncheng Fan, Penghui Zhu, Kaiyuan Shi, Jian Zhou. Covalent Cross-Links Enable the Formation of Ambient-Dried Biomass Aerogels through the Activation of a Triazine Derivative for Energy Storage and Generation. 2022,2205417.  

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202205417

中山大学材料科学与工程学院周剑团队介绍

研究方向：先进电子与纤维材料

研究兴趣：有机/无机半导体的合成制备及应用研究；先进纤维及织物电子的设计与应用研究；植物资源固废转化与应用研究；气凝胶新型制造方法及产业化应用研究；柔性电子技术与健康医疗

团队现有特聘副研究员1名，博士后3名，硕士5名。团队拥有完善的材料合成与表征实验室、材料加工与器件等实验室，中山大学东校园化学与材料综合楼中团队科研场地面积超120平方米。现已配置微型高分子合成反应釜，导电高分子液相和气相合成装置、冷冻干燥机、超临界干燥设备、真空手套箱、匀胶机、多通道温度采集系统、四探针表面方阻仪、新型离心纺丝机、小型及中试湿法纺丝机、纳米纤维素提取分离系统、激光雕刻切割机、真空管式炉、万能拉力机等实验设备与仪器。 

团队与国内外多个课题组，包括美国加州大学戴维斯分校，加拿大英属哥伦比亚大学（UBC），澳大利亚迪肯大学、沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）、中科大、四川大学等建立了密切合作关系，在国际交流中形成了良好的学术生态环境。

课题组长期招聘具有材料、化学、物理、机械、电子等背景的本科生、硕士、博士后、特聘副研究员、特聘研究员和国内外访问学者来进行学习与研究。现有新型有机/无机半导体的合成制备、植物资源固废转化与应用、高性能纤维与气凝胶材料, 锂电池软包铝塑膜等方向的博士后需求。

课题组主页：

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