眾所周知，柔性電子及其可穿戴器件是當(dāng)今科技的前沿和熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，由此開發(fā)出的很多產(chǎn)品已走進(jìn)了千家萬戶。然而，產(chǎn)品自由縮放所需的超折疊問題始終沒有得到解決，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是缺乏能夠大量反復(fù)無損真折疊的導(dǎo)電材料。為此，在與多方合作實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電材料超折疊的基礎(chǔ)上（Matter,2021,4(10):3232-3247），化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院特聘研究員吳彤在超折疊導(dǎo)電材料的厚度極限和比表面極限兩個(gè)方面同時(shí)再獲新突破，相關(guān)成果“ApproachingSuperfoldableThickness-LimitCarbonNanofiberMembranesTransformedfromWater-SolublePVA”日前發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《納米快報(bào)》（NanoLetters,2021,21(20):8831-8838）上。

論文第一作者為化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院博士生柴杉杉，吳彤為通訊作者。同濟(jì)大學(xué)為唯一單位，并擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

受到蜘蛛紡絲多級(jí)水分管理過程的啟發(fā)，同濟(jì)大學(xué)吳彤團(tuán)隊(duì)使用價(jià)格低廉且完全水溶性的聚乙烯醇（PVA）為原料，通過水溶膠靜電紡絲，結(jié)合水管理的溫度梯度脫水/碳化的聯(lián)合仿生技術(shù)，制備出一種逼近超折疊極限厚度（～10μm）和極限比表面（～1370m2/g）的且能夠承受100000次以上無損真折疊的碳纖維膜材料（PVA-SFCNFMs）。

該項(xiàng)工作既是上一項(xiàng)研究中理論成果的驗(yàn)證，更體現(xiàn)出了超折疊基礎(chǔ)上的三項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新，并逼近了兩個(gè)極限指標(biāo)。其一，逼近了超折疊導(dǎo)電材料的薄度極限；其二，達(dá)到了超折疊導(dǎo)電材料的比表面極限；其三，通過預(yù)碳化階段的深入研究，破解了全碳鏈水溶性前驅(qū)體PVA難成線、易交連、產(chǎn)率低的難題，顯著提高了其生物相容性。

由于具備上述特點(diǎn)，PVA-SFCNFMs這一新穎的超折疊碳材料不僅可以在柔性電子和可穿戴器件方面大顯身手，還可以在吸附催化、海水淡化、尿毒癥透析、人體植入性器件等方面發(fā)揮巨大作用。

此外，吳彤團(tuán)隊(duì)近期還與美國(guó)加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）陳俊等專家合作在超折疊電極上取得了突破性進(jìn)展，相關(guān)成果“BioinspiredNanocompositeswithSelf-AdaptiveStressDispersionforSuper-FoldableElectrodes”近期在線發(fā)表在綜合性國(guó)際權(quán)威期刊《尖端科學(xué)》（AdvancedScience,2021,DOI:10.1002/advs.202103714）上。