DOI:10.1016/j.cej.2020.125322
高度交联的导电纳米纤维膜（HCC-NFs）凭借在某些关键应用中的独特性能和潜力，近年来受到了广泛的关注。然而，大规模生产高性能且厚度可控的均匀HCC-NFs仍然是一个巨大的挑战。静电纺丝可用于制备纳米纤维薄膜，但在相邻纳米纤维之间产生紧密的机械和电气连接以进行交联方面，尚不完善。在本文中，一种受干燥时织物收缩启发的新策略被应用于生产HCC-NFs。将亲水性工程电纺聚丙烯腈（PAN）纳米纤维薄膜浸涂在PEDOT:PSS的水溶液中，然后自然干燥。通过防止薄膜在其侧面收缩同时允许其厚度收缩，水分蒸发过程中的毛细作用导致薄膜中大孔体积的坍塌，以及随后在PEDOT:PSS涂层PAN纳米纤维之间接缝的形成，这些纤维进一步通过导电聚合物涂层粘结在一起。研究了所制备HCC-NFs的电化学、电气和机械性能，并将其作为电极成功地应用于高速率超级电容器和电磁干扰（EMI）屏蔽的柔性多孔材料。研究表明，通过这种简便的方法生产的HCC-NFs具有广阔的应用前景。
图1.（a）静电纺丝GPN的示意图。（b）在铝箔上收集的GPN数码照片。插图是PAN膜和GPN膜的表面接触角图像。（c）GPNF、（e）WGPNF和（g）PP/GPNF的SEM俯视图。（d）缠绕在GP上的GPNF、（f）WGPF和（h）PP/GPNF的SEM截面图。
图2.（a）基于PP/GPNF/GP电极的组装超级电容器的示意图；（b）高度交联的PP/GPNF/GP中的快速电子和离子传输路径；以及电极横截面图所示的快速电子传输机制。
图3.（a）三种不同PP/GPNF/GP电极在不同扫描速率下的比容量。（b）不同厚度的PP/GPNF/GP-10电极在不同扫描速率下的比容量。（c）不同电极的放电电流与电压扫描速率的关系。（d）在0.5至8 mA cm-2的不同电流密度下电极的比容量。
图4.（a）具有不同厚度的三个PP/GPNF基电极在不同扫描速率下的比容量。（b）在制备可变厚度的电极时，PH1000在GPNF上的质量负载。（c）具有不同厚度的三个PP/GPNF基电极在不同扫描速率下的比容量。
图5.（a）PP/GPNF、PP/GPNF-EG、PANI@PP/GPNF和PP/GPNF/Ag薄膜的应力-应变曲线。（b）在1000个弯曲循环内PP/GPNF、PP/GPNF-EG、PANI@PP/GPNF/GP和PP/GPNF/Ag薄膜的电导率变化。
图6.（a）在X波段频率下具有不同厚度的PP/GPNF的EMI SE。（b）在X波段频率下具有不同厚度的PP/GPNF-EG的EMI SE。（c）在X波段频率下PP/GPNF和PANI@PP/GPNF的EMI SE。（d）在X波段频率下PP/GPNF和PP/GPNF/Ag的EMI SE。
图7.（a）在10 GHz频率下不同样本的趋肤深度。（b）X波段中相应PP/GPNF、PP/GPNF-EG、PANI@PP/GPNF和PP/GPNF/Ag的总EMI SE（SET）及其吸收（SEA）和反射（SER）。（c）PP/GPNF/Ag和PP/GPNF的EMI屏蔽机制。（d）厚度为70μm的PP/GPNF膜。
