开发具有非凡电化学和机械性能的三维(3D)碳组件是可取的，但具有挑战性。

在此，江南大学刘天西教授，Wei Fan，东华大学Chao Zhang通过各向同性多孔和机械脆性准气凝胶的纳米纤维编织制造了超轻和超弹性纳米纤维编织混合碳组件（NWHCA）。在随后的热解中，金属凝胶衍生的准气凝胶杂交和氮/磷共掺杂被整合到NWHCA中。

文章要点

1）有限元模拟表明，NWHCA的3D薄片桥结构与准气凝胶混合有助于在高压缩下抵抗塑性变形和结构损伤，实验证明在80%压缩下完全变形恢复和前所未有的抗疲劳性（>94%保留）5000次循环后）。

2）由于超弹性和准气凝胶集成，基于NWHCA组装的锌空气电池表现出优异的电化学性能和柔韧性。研究人员提出了一种概念验证集成设备，其中柔性电池为压阻式传感器供电，分别使用NWHCA作为空气阴极和弹性导体，可以在附着在人体皮肤上时检测全方位和复杂的运动。

纳米纤维编织策略允许构建轻质、超弹性和多功能混合碳组件，在可穿戴和集成电子产品中具有巨大潜力。

参考文献

Hele Guo, et al, Weaving Aerogels into a 3D Ordered Hyperelastic Hybrid Carbon Assembly, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202301418

https://doi.org/10.1002/adma.202301418