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  引入多孔結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)導(dǎo)電聚合物多項優(yōu)異性能的重要途徑。然而，導(dǎo)電聚合物具有剛性高分子鏈結(jié)構(gòu)，且不溶解于常見溶劑，因而導(dǎo)致其加工性能往往較差，難以形成多孔結(jié)構(gòu)。在可持續(xù)發(fā)展的背景下，發(fā)展在常溫常壓環(huán)境條件下生成導(dǎo)電聚合物多孔結(jié)構(gòu)，仍是有機電子材料制備方向的挑戰(zhàn)之一。

圖1 導(dǎo)電聚合水凝膠的制備工藝（a）及卡通/實物圖（b）

  近期，廈門大學許清池課題組、白華課題組及姜源課題組合作開發(fā)了一種自犧牲模板法，能夠在常溫常壓下可控合成具有特定形狀及相應(yīng)功能的導(dǎo)電聚合物（聚苯胺、聚吡咯）水凝膠（圖1a）。兩步合成過程包括：首先，在金屬陽離子（如鉀離子、鈣離子等）的存在條件下，水合五氧化二釩分散液中的納米線發(fā)生物理交聯(lián)，從而自發(fā)形成水凝膠；之后，將該水凝膠浸泡在苯胺或吡咯的溶液中，原位氧化聚合形成導(dǎo)電聚合物水凝膠。其中，水合五氧化二釩納米線扮演了納米氧化劑和犧牲模板的雙重角色。該制備方法的一個顯著優(yōu)勢在于方便結(jié)合材料加工手段，通過控制水合五氧化二釩分散液與金屬陽離子的不同接觸方式，得到具有特定外觀形狀的納米氧化劑-犧牲模板水凝膠。比如，該方法能夠與鑄造成型技術(shù)相結(jié)合，制備具有自支撐塊體（3D）和圖案化膜（2D）外觀形狀的水凝膠；也可以與擠出成型技術(shù)聯(lián)用，合成具有連續(xù)纖維（1D）和球體珠粒（0D）外觀形狀的水凝膠（圖1b）。作者分別評估了自支撐塊體水凝膠在超級電容器電極（圖2），圖案化膜水凝膠在對稱交叉指型微型超級電容器（2D）（圖3），連續(xù)纖維狀水凝膠在柔性氣體傳感器（1D）（圖4），球體狀水凝膠在染料吸附（0D）（圖5）中的應(yīng)用，均證實了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有助于導(dǎo)電聚合物性能得到顯著提升。總之，該項研究提供了一種常溫常壓下溫和可控的合成方法，能夠制備具有特定外觀形狀的導(dǎo)電聚合物水凝膠，這為制備基于導(dǎo)電聚合物輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的新興功能設(shè)備提供了一種可行的實施方案。

圖5導(dǎo)電聚合物球體珠粒（0D）應(yīng)用于染料吸附

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202309575