从合肥工业大学获悉，该校科研团队近日成功制备出一种高强度、自支撑、超薄透明的石墨烯薄膜，并成功将该薄膜组装为全固态柔性超级电容器，为下一代柔性电子器件的研发开辟了新的路径。其相关成果4月12日发表在国际著名学术刊物《化学》上。
全固态柔性超级电容器可为可穿戴电子设备提供安全高效的电源，是新一代柔性电子器件的关键设备。石墨烯作为一种单原子层厚度的二维晶体，兼具优异的光学、电学、热学、力学等性能，是此类新型储能器件的理想材料。然而，由于石墨烯纳米片之间界面作用较弱，且缺少有效的组装方法，研发具有超薄、透明、自支撑的石墨烯薄膜并用作全固态柔性超级电容器仍面临巨大挑战。针对这一难题，该校化学与化工学院从怀萍教授科研团队与中国科学技术大学、南京大学等单位合作，通过设计优化组装体微纳结构和增强界面作用力相结合策略，采用宏观尺度纳米组装技术，实现了这一新型等级结构的先进材料的制备。
据介绍，该薄膜仅由两层氧化石墨烯单层膜组成，厚度仅为22纳米，无需辅助材料即可实现自支撑，并可通过增减单层膜层数实现厚度和性能的可控调节。同时，该薄膜横向尺寸达厘米级，具备可裁剪性和优异的拉伸性，且对强酸强碱高度兼容。实验结果表明，该新型薄膜在可见光550纳米处透光率高达84.6%，经过原位还原后仍然保持优异的机械性能及光学性能。石墨烯薄膜电阻仅有420方阻。由该薄膜组装而成的全固态柔性超级电容器具有较高的体积电容值、良好的电机械稳定性，展现了优异的超级电容器性能。在循环充放电7500圈后，该薄膜电容值保留高达91.4%。
关键词:光学、电学、热学、力学