柔性超級電容器具有高功率密度、長循環(huán)壽命、可變形等優(yōu)點，是目前柔性儲能領域的研究熱點。眾所周知，超級電容器往往通過電解質(zhì)離子在多孔電極表面（或近表面）上的可逆電化學吸附來儲存電荷。因此，憑借高導電性、三維（3D）多孔網(wǎng)絡結(jié)構以及優(yōu)異的化學穩(wěn)定性，碳納米管（CNTs）薄膜（亦稱作巴基紙，Buckypaper）在超級電容器電極方面展現(xiàn)出非凡的應用前景。然而，類似于經(jīng)典童話故事《三只小豬》中的稻草屋，CNTs薄膜/巴基紙的缺點在于其極差的機械力學性能（例如，抗張強度通常低于20 MPa），嚴重限制了其在柔性儲能領域的實際應用。
值得指出的是，CNTs的離散特性是導致其宏觀組裝體力學性能受限的主要原因。從微觀尺度的角度來看，CNTs傾向于在網(wǎng)絡中隨機取向，使得管間的相互作用力較弱（僅在管-管連接處存在范德華力），由此限制了整個網(wǎng)絡中的剪切應力傳遞。近年來，以共價/非共價接枝和聚合物功能化為代表的界面交聯(lián)技術已成為改善CNTs之間應力轉(zhuǎn)移的主流方法，但由此制備出的巴基紙復合材料尚未產(chǎn)生令人印象深刻的力學特性；此外，通過定向排列CNTs的方式也可以制備出力學自增強的巴基紙，但CNTs的高度取向不可避免地會伴隨著多孔網(wǎng)絡結(jié)構的消除，明顯弱化了巴基紙作為電極材料的潛力。總之，目前對于CNTs薄膜/巴基紙力學性能和電化學性能之間的兼容性缺乏系統(tǒng)的研究，將多孔的CNTs框架優(yōu)化為實際可用的柔性超級電容器電極尚存在挑戰(zhàn)。
針對上述問題，南京理工大學賈紅兵教授團隊以芳綸納米纖維（ANFs）分別作為補強填料和柔性基底，設計了兩種高性能的碳納米管基柔性薄膜電極，相關研究成果分別發(fā)表于國際材料學權威期刊《Advanced Functional Materials》和《Journal of Materials Chemistry A》。
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