近日，国际化工类顶级期刊Chemical Engineering Journal（一区TOP，最新IF：16.744）在线发表了我院杜续生老师指导的硕士生林建豪在自修复凝胶领域的最新研究成果——“Self-healable and redox active hydrogel obtained via incorporation of ferric ion for supercapacitor applications”。其中，硕士生林建豪为第一作者，杜续生老师为通讯作者，暨南大学为通讯单位。

目前，基于凝胶电解质的超级电容器不断在功能化结构设计上进行创新，但如何兼顾能量密度和多功能化方面的研究依旧是一个挑战。在前期有关多价态铁离子的系统研究成果基础上，杜续生等通过冻融法制备了一种新型的兼具氧化还原电活性和室温自修复功能的PVA/PA/Fe³⁺ (PPFe) 凝胶电解质，该凝胶包含金属配位键和氢键的双重交联网络结构。在研究中，他们首次发现在PPFe凝胶电解质中引入动态 Fe³⁺配位键不仅能够大大改善凝胶的力学性能，提高其自修复能力，而且还同时为这种多功能化凝胶电解质提供优异的氧化还原电活性。研究结果表明，该PPFe凝胶电解质展示出618 KPa的拉伸应力和924 %的拉伸应变，以及在无外界额外刺激下经36 h室温自愈后恢复72 %拉伸应变。此外，受益于Fe³⁺的氧化还原活性，所集成的 PPFe HSC 凝胶超级电容器在0.5 mA/cm²下表现出1526 mF/cm²的超高比面积电容，在0.25 mW/cm²功率密度下表现出0.212 mWh/cm²优异的能量密度。该器件能够经受切断-愈合后恢复到原先的电化学性能，这将大大提高储能器件的安全可靠性。

该论文提供一种多功能化凝胶电解质提升电子器件多方面综合应用性能的研究思路，所设计的多功能型的凝胶，可使自修复凝胶电解质作为凝胶电极的活性载体，参与超级电容器的电化学储能的贡献，同时有效地兼顾了超级电容器在多功能化及高储能性能方面的研究。此外，该成果在电子皮肤和传感监测等可穿戴电子器件方面也极具潜在应用前景，有关这方面的研究正在进行中。

该研究得到了广东省科技计划（项目编号 2021A050505030041）和广东省教育厅普通高校重点领域智能制造专项（项目编号2020ZDZZ2048）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137244