當前，石墨烯纖維材料作為制備柔性電子器件的一種優(yōu)選材料得到廣大科研人員的關(guān)注，在柔性儲能器件和智能傳感器件等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。但由于石墨烯片層嚴重堆疊及其自身天然的疏水性帶來比表面積小、與電解液親和性不佳等缺點，極大地限制了石墨烯優(yōu)異的理論電化學性能在宏觀材料中的發(fā)揮。

為此，東華大學的科研團隊在前期的研究工作中開發(fā)了一種石墨烯溶液的非液晶紡絲方法，通過堿液調(diào)節(jié)溶液中石墨烯片層表面的帶電性，使片層間產(chǎn)生強烈的靜電排斥力，形成無序排列，規(guī)?；B續(xù)制備得到具有高電化學性能的多孔純石墨烯纖維，并取得了一系列的研究進展。該團隊通過這種方法得到具有高強度、高親水性及高電化學性能的聚乙烯醇/石墨烯雜化纖維。他們進一步通過多組分雜化組裝將帶有贗電容特性的無機納米粒子作為納米活性組分，制備得到具有高電化學性能的雜化石墨烯纖維。

近期，該團隊在前期的工作基礎(chǔ)上，利用纖維素納米晶具有一維棒狀剛性結(jié)構(gòu)、表面富含親水性基團的特點，將其作為納米增強單元，通過上述紡絲方法，結(jié)合化學還原獲得了多組分異質(zhì)組裝的rGO/CNC雜化纖維。

研究發(fā)現(xiàn)，該策略獲得的石墨烯雜化纖維具有多方面優(yōu)勢：第一，CNC的納米棒狀形態(tài)不僅能夠與石墨烯片層形成插層結(jié)構(gòu)，改善石墨烯纖維中石墨烯片層堆積嚴重的現(xiàn)象，而且還能抑制石墨烯片層在纖維成形過程中可能存在的彎曲和折疊，使其在纖維軸向上排列，從而形成有序的納米孔道結(jié)構(gòu)（圖a），為電解質(zhì)傳輸提供暢通無阻的納米通道；第二，由于自身的剛性結(jié)構(gòu)，CNC不會在石墨烯片層表面形成如同高分子鏈包覆的狀態(tài)，在增強其性能的同時，維持石墨烯片層在纖維軸向的有效連接，保證雜化石墨烯纖維的高導電性（圖b）；第三，CNC表面豐富的親水性基團不僅能與石墨烯片層表面殘留的含氧官能團（羥基、羧基、羰基等）形成強作用的氫鍵網(wǎng)絡(luò)，有效增強其力學性（圖c），而且其親水性納米單元能賦予石墨烯高親水性（圖d），有效提高纖維與電解質(zhì)溶液的親和性。

隨后，他們將得到的雜化石墨烯纖維組裝成超級電容器，發(fā)現(xiàn)其具有優(yōu)異的電化學性能，同時具備優(yōu)異的串并聯(lián)性及柔性，在同類超級電容器中具有相對較高的能量密度和功率密度。因此，以上研究表明，該雜化石墨烯纖維作為柔性電極材料在可穿戴電子器件，特別是柔性超級電容器領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。