清华新闻网1月19日电 清华大学化工系谢续明课题组在超强、高拉伸水凝胶材料研究上获重要进展，最近和香港城市大学合作使用该凝胶作为固态电解质制备了可自修复、高拉伸的柔性超级电容器，相关研究成果联合发表在《自然·通讯》期刊上。

化工系博士生钟鸣为论文共同第一作者，清华大学化工系谢续明教授和香港城市大学物理与材料科学系支春义教授为共同通讯作者。所制备的柔性超级电容器可以 拉伸6倍，卸载后完全回复；且切断后重新对接可以完全自修复，性能得以完整保持。该柔性器件作为电子可穿戴物、电子皮肤等具有重要潜在应用。

图：可自修复柔性超级电容器构筑架构示意图(a.纳米硅球-聚丙烯酸凝胶为电解质和聚吡咯-碳纳米管纸为电极的超级电容器。b.超级电容器的切断和和修复。c. 超拉伸超级电容器)

高分子水凝胶材料在医疗卫生、生物医用、药物缓释、柔性传感等领域有着重要应用。但通常化学合成的水凝胶由于网络的不均一性，其力学性能和尤其强度一般 很弱，制约了其实际应用。

图：由高强高拉伸高分子水凝胶构筑的柔性超级电容器在拉伸时的比电容增幅。

谢续明课题组经过多年的思考和实践，提出了一种借助纳米材料制备高强水凝胶的新方法：以纳米刷作为凝胶因子，一步法简洁地构筑了具有多层级交联点的单网络纳米复合物理水凝胶。由于在拉伸作用下凝胶中不同层级交联键可以通过逐次破坏耗散能量，之后可逆物理键的再结合会导致网 络均化，使其拉伸强度为通常化学交联水凝胶的数十至百倍，拉伸高达40倍，且切断后可以在自然状态下接触修复。他们的系列工作最近发表在J Mater. Chem.,B以及Soft Matter等期刊上。

文章链接：

A self-healable and highly stretchable supercapacitor based on a dual crosslinked polyelectrolyte

谢续明教授简介：

清华大学化工系教授，博导，Email：xxm-dce@mail.tsinghua.edu.cn

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研究方向：高分子物理化学、聚合物固体及其软物质材料的结构和性能

主要研究领域是高分子物理化学、聚合物材料结构和性能。最近主要从事多组分聚合物体系相结构控制、聚合物的受限凝聚态结构、碳纳米管在聚合物中的分散和阵列化、聚合物超薄膜、反应接枝以及高吸水凝胶的研究。

(本文资料来源：清华大学，由e科网整理编辑)

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