俞书宏/管庆方 AM:通过连续的生物合成，培育具有3D网络的高性能柔性一体化超级电容器

柔性超级电容器有可能为下一代柔性电子产品提供动力。然而，柔性超级电容器在不同柔性条件下的机械和电化学稳定性受限于相邻层之间的弱结合，这对其实际应用造成了极大的阻碍。在此，基于细菌纤维素（BC）生长过程中不间断的三维网络，通过连续的生物合成过程培育出了柔性一体化超级电容器。这种策略保证了BC在整个材料中的三维网络的连续性，从而形成了连续的电极-隔膜-电极结构。得益于这种生物启发结构，一体式超级电容器不仅实现了电极的高电容值（3.79 F cm-2），还展示了高拉伸强度（2.15 MPa）、高剪切强度（超过 54.6 kPa）和高抗弯强度的整合，为实现高性能柔性电源指明了一条新途径。

图文简介

仿生一体式超级电容器( BA-SC )的制备

BA-SC的结构表征

BA-SC的电化学性能(质量负载为18 mg cm−2)

BA-SC的力学性能

BA-SC的抗弯性能

总之，受生物组织多层连续结构的启发，我们通过连续气凝胶辅助生物合成策略构建了一体化超级电容器。这种策略利用了在连续过程中生物合成两个电极层和一个隔膜的优势，从而在整个材料的三维BC网络基础上形成了生物启发的连续结构。得益于这种精致的生物启发结构设计，BA-SC具有优异的拉伸强度和剪切强度，这得益于层内和层间BC的3D网络。此外，快速的离子扩散和稳定的机械结构分别有助于在高负载质量下获得高比电容和长期稳定的电化学性能。鉴于连续气凝胶辅助生物合成策略的这些优势，本研究为下一代柔性电源的集成构建提供了一种有前途的方法。

论文信息

通讯作者：Qing-Fang Guan, Shu-Hong Yu