国际顶级学术期刊《Energy & Environmental Science》发表我校硕士研究生最新科研成果

供稿单位: 编辑发布:宣传部 日期: 2021-07-02

近日,材料与化学工程学院多元分子基表界面化学研究团队以郑州轻工业大学为第一作者单位和通讯单位,在英国皇家化学会的旗舰期刊、能源材料领域国际顶级学术期刊《Energy & Environmental Science》(影响因子:38.532)上发表研究论文Small Molecule-based Supramolecular-Polymer Double-Network Hydrogel Electrolytes for Ultra-Stretchable and Waterproof Zn–air Batteries Working from –50 to 100 °C”(《小分子基超分子-聚合物双网络水凝胶助力宽温域、超拉伸和防水锌空电池》,文献链接https://doi.org/10.1039/D1EE01134K),并被该期刊选为封面文章刊出。“河南省特聘教授”刘春森教授为该论文第一通讯作者,材料与化学工程学院硕士研究生谷超男和谢晓翘为该论文的共同第一作者。


该团队应邀为杂志设计的封面

软电子技术的最新发展促进了高变形、可拉伸以及能在宽温度范围内工作的能源供给设备的设计和制造,具有高透明度和可调机械性能的水凝胶离子导体/电解质是软体电子器件的核心组件。然而,由于传统水凝胶的脆弱特性,现有水凝胶电子器件,尤其是能源供给设备,其机械韧性较差,仅能承受弯曲等较小变形,而无法承受如扭曲、拉伸、穿刺等力学形变,将韧性水凝胶整合到具有多种功能的可拉伸电子器件中仍然是一个挑战。此外,水凝胶耐温性较差导致其在极端环境下丧失导电性和柔性,从而严重限制了其在柔性电子器件的实际应用。

该成果的设计研究思路

本研究通过将非共价键自组装的鸟苷超分子网络引入到共价交联的聚合物网络中,首次设计构筑了一种小分子基超分子-聚合物双网络(SP-DN)水凝胶电解质,并成功将其应用于高拉伸、防水和宽温域锌-空气电池中。该锌-空气电池具有> 1000%设备级水平的拉伸率和出色的防水性,并且能够在50100 ℃正常稳定工作。该研究为高拉伸和环境适应性能源供给设备的水凝胶电解质的设计提供了一种新的思路。

相关研究得到了国家自然科学基金委(2207213821802033U1904215)和河南省高校科技创新团队(20IRTSTHN003)的支持和资助。该项研究成果的发表标志着我校研究生培养质量迈上新台阶,有力推动了化学工程与技术学科的建设与发展。


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