DOI:10.1016/j.cej.2020.125322
高度交聯的導電納米纖維膜（HCC-NFs）憑借在某些關鍵應用中的獨特性能和潛力，近年來受到了廣泛的關注。然而，大規模生產高性能且厚度可控的均勻HCC-NFs仍然是一個巨大的挑戰。靜電紡絲可用于制備納米纖維薄膜，但在相鄰納米纖維之間產生緊密的機械和電氣連接以進行交聯方面，尚不完善。在本文中，一種受干燥時織物收縮啟發的新策略被應用于生產HCC-NFs。將親水性工程電紡聚丙烯腈（PAN）納米纖維薄膜浸涂在PEDOT:PSS的水溶液中，然后自然干燥。通過防止薄膜在其側面收縮同時允許其厚度收縮，水分蒸發過程中的毛細作用導致薄膜中大孔體積的坍塌，以及隨后在PEDOT:PSS涂層PAN納米纖維之間接縫的形成，這些纖維進一步通過導電聚合物涂層粘結在一起。研究了所制備HCC-NFs的電化學、電氣和機械性能，并將其作為電極成功地應用于高速率超級電容器和電磁干擾（EMI）屏蔽的柔性多孔材料。研究表明，通過這種簡便的方法生產的HCC-NFs具有廣闊的應用前景。
圖1.（a）靜電紡絲GPN的示意圖。（b）在鋁箔上收集的GPN數碼照片。插圖是PAN膜和GPN膜的表面接觸角圖像。（c）GPNF、（e）WGPNF和（g）PP/GPNF的SEM俯視圖。（d）纏繞在GP上的GPNF、（f）WGPF和（h）PP/GPNF的SEM截面圖。
圖2.（a）基于PP/GPNF/GP電極的組裝超級電容器的示意圖；（b）高度交聯的PP/GPNF/GP中的快速電子和離子傳輸路徑；以及電極橫截面圖所示的快速電子傳輸機制。
圖3.（a）三種不同PP/GPNF/GP電極在不同掃描速率下的比容量。（b）不同厚度的PP/GPNF/GP-10電極在不同掃描速率下的比容量。（c）不同電極的放電電流與電壓掃描速率的關系。（d）在0.5至8 mA cm-2的不同電流密度下電極的比容量。
圖4.（a）具有不同厚度的三個PP/GPNF基電極在不同掃描速率下的比容量。（b）在制備可變厚度的電極時，PH1000在GPNF上的質量負載。（c）具有不同厚度的三個PP/GPNF基電極在不同掃描速率下的比容量。
圖5.（a）PP/GPNF、PP/GPNF-EG、PANI@PP/GPNF和PP/GPNF/Ag薄膜的應力-應變曲線。（b）在1000個彎曲循環內PP/GPNF、PP/GPNF-EG、PANI@PP/GPNF/GP和PP/GPNF/Ag薄膜的電導率變化。
圖6.（a）在X波段頻率下具有不同厚度的PP/GPNF的EMI SE。（b）在X波段頻率下具有不同厚度的PP/GPNF-EG的EMI SE。（c）在X波段頻率下PP/GPNF和PANI@PP/GPNF的EMI SE。（d）在X波段頻率下PP/GPNF和PP/GPNF/Ag的EMI SE。
圖7.（a）在10 GHz頻率下不同樣本的趨膚深度。（b）X波段中相應PP/GPNF、PP/GPNF-EG、PANI@PP/GPNF和PP/GPNF/Ag的總EMI SE（SET）及其吸收（SEA）和反射（SER）。（c）PP/GPNF/Ag和PP/GPNF的EMI屏蔽機制。（d）厚度為70μm的PP/GPNF膜。
