【科研摘要】
预计在物联网时代，打印电子产品将促进广泛分布的可穿戴电子产品。然而，开发廉价且稳定的电极油墨仍然是打印电子行业和学术界的重大挑战。最近，为了克服聚苯胺的弱亲水性，西南交通大学杨维清教授/张海涛副教授，和加州大学洛杉矶分校陈俊助理教授团队通过一种简便的组装分散策略设计出了一种低成本，易于制造且空气稳定的导电聚合物（CP）墨水，该策略可提供约10−2S cm的高电导率以及在0.5 A g-1（脱水状态）下具有显着的386.9 F g-1的比电容。
不含添加剂的CP墨水通过喷涂方法直接用于打印可穿戴式微型超级电容器（MSC），可提供较高的面电容（96.6 mF cm-2）和体积电容（26.0 F cm-3），性能优于大多数最先进的基于CP的超级电容器。这项工作为实现可扩展的MSC提供了一种新方法，从而为下一代分布式电子产品提供了一种经济高效，环保且普及的能源解决方案。相关论文以题为Air-Stable Conductive Polymer Ink for Printed Wearable Micro-Supercapacitors发表在《Small》上。
【科研摘要】
图1用于打印的可穿戴MSC的空气稳定型导电聚合物油墨。
图2CP油墨的特性和性能。
图3基于CP墨水的MSC的电化学性能。
图4集成MSCs电路的电化学性能。
【总结】
团队提出了一种组装分散策略，用于可扩展制造的空气稳定的低成本导电聚合物油墨，以打印可穿戴式MSC。CP墨水具有386.9 F g-1（在0.5 A g-1的情况下）的高比电容以及良好的导电性。从这种CP油墨衍生而来的结果表明，打印的可穿戴MSC具有较高的面电容（96.6 mF cm−2），较大的体积电容（26.0 F cm−3），出色的速率能力以及2.4 mWh cm−3的可观能量密度在功率密度为238.3 mW cm-3的情况下，超过了大多数最先进的基于导电聚合物的超级电容器。开发的空气稳定，经济高效且环保的导电聚合物油墨不仅为可打印的电化学储能装置提供了广阔的前景，而且还可以扩展到支持下一代可穿戴生物电子学的其他打印电子应用中。
参考文献：doi.org/10.1002/smll.202100956
原文刊载于【高分子材料科学】公众号
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