用生鏽的聚合物進行能源儲存

它被稱為納米花，但如果你可以將你的臉頰刷在微小的花瓣上，你會發現它們很酷，很硬，而且生鏽了。

常見的鐵鏽形成了這些可愛而且複雜的納米結構的內部骨架，而它們的外層是一種塑料。

聖路易斯華盛頓大學的研究人員已經開發出一種直接的方法來製造這種具有高表面積的導電聚合物，這種聚合物很可能對能量傳輸和存儲應用非常有用。

這項新研究是ACS Applied Nano Materials（"Metal Oxide-Assisted PEDOT Nanostructures via Hydrolysis-Assisted Vapor-Phase Polymerization for Energy Storage"）3月23日發行的封面故事。

該彩色圖像描繪了通過使用乙醇作為溶劑的水解輔助氣相聚合合成的聚酯（3,4-亞乙基二氧噻吩）（PEDOT）的納米級花狀結構。藍色代表聚乙烯二氧噻吩（PEDOT），紅色代表氧化鐵物質，氧化鐵物質的作用是支架並在合成過程中輔助原位生長PEDOT納米結構。（圖片來源：聖路易斯華盛頓大學D"Arcy實驗室）

「鏽蝕在地球的潮濕和充滿氧氣的環境中總是會帶來挑戰，」化學藝術與科學助理教授、該大學材料科學與工程研究所成員Julio M. D"Arcy說到。「鏽蝕使結構變得脆弱，並降低組件正常運行的能力。但在我們的實驗室，我們已經學會了如何控制鏽菌的生長，以使它能起到重要的作用。」

基於有機和無機材料相結合的導電聚合物 - 通常具有一個金屬核心和一個塑料外殼 –採用單釜法一次製成。

D"Arcy和他的團隊報道了一種新技術，該技術將氣相合成與基於溶液的水解相結合，以建立三維納米花，二維納米片和一維納米纖維。

這項工作推動了對沉積鐵鏽和形成聚合物所涉及的化學機制的理解，這將使科學家能夠更容易地操縱和設計他們製造的材料的結構。

「作為化學家，我和我的學生都對導電聚合物很著迷，因為我們可以在合成過程中控制它們的結構，」D"Arcy說，「聚合物的導電性能取決於它們的化學途徑和電荷載體的數量，兩者都可以在合成過程中進行優化。」

至於納米花，D"Arcy說他很快就會播種一些新種子。有16個穩定的鐵鏽階段，所有的納米尺度都有不同的形態 - 足夠整個生鏽的花園。

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