隨著柔性電子學的發(fā)展，可穿戴電子設備正在飛速進入人們的生活。為了實現可穿戴電子設備的大規(guī)模應用，發(fā)展可穿戴的高性能能源器件極其重要。纖維狀超級電容器由于具有高的柔韌性和可編織性在可穿戴電子研究中備受關注。然而，其較低的能量密度嚴重制約著它們的實際應用。近來，我校物理科學與工程學院張增星課題組依托于上海市特殊人工微結構材料與技術重點實驗室，通過與中科院蘇州納米技術與納米仿生研究所緊密合作，在該方面取得了系列重要進展。
該團隊在碳納米管纖維表面生長出具有取向性的氮化釩納米線陣列，并以此為負極（核電極），二氧化錳/導電聚合物/取向碳納米管為正極（殼層），制備出了具有1.8 V工作電壓的同軸結構全固態(tài)纖維狀非對稱超級電容器。所制備超級電容器面積電容高達217 mF/cm2，最大能量密度可達96 μWh/cm2，相關研究成果以“Wrapping Aligned Carbon Nanotube Composite Sheets around Vanadium Nitride Nanowire Arrays for Asymmetric Coaxial Fiber-Shaped Supercapacitors with Ultrahigh Energy Density”為題發(fā)表在《Nano Letters》（2017, 17(4): 2719-2726）。該工作可為設計新型纖維狀非對稱超級電容器提供新的思路。
接著他們又以二氧化錳/導電聚合物/氧化碳納米纖維為正極，花瓣狀二硫化鉬/碳納米管纖維為負極，構建了穩(wěn)定工作電壓達1.8 V的可拉伸纖維狀非對稱超級電容器，所制備超級電容器不僅具有高的能量密度 (125 μWh/cm2），還具有良好的可拉伸性，相關研究成果以“Stretchable Fiber-Shaped Asymmetric Supercapacitors with Ultrahigh Energy Density”為題在線發(fā)表在《Nano Energy》上。
Nano Letters、Nano Energy影響因子分別為12.712、12.343，該課題組博士研究生張其沖為兩篇論文的第一作者。
