超分子掺杂剂引导合成可控形貌的导电聚合物水凝胶

南京大学的施毅教授、潘力佳教授使用有机圆盘状液晶酞菁铜作为掺杂剂，通过超分子自组装原位聚合得到纳米线微观结构的聚吡咯水凝胶。其中掺杂剂酞菁铜不仅作为连接点使聚吡咯交联为三维网状结构形成水凝胶，而且通过空间位阻和静电作用对纳米线的形貌起到了重要的导向作用。

该方法不仅适用于聚吡咯，而且可以扩展应用到其他聚合物，包括聚苯胺以及PEDOT等聚合物。另外，可以通过调节掺杂剂的种类、浓度以及氧化剂的种类来调控纳米线的直径，可得到从几十纳米到几百纳米的聚吡咯纳米线。通过超分子自组装及掺杂后，聚吡咯的电导率提高了一个数量级。掺杂后的纳米线不仅可以提高电子转移速率还有更高的比表面积，得到了高容量的超级电容器 （400F/g）。这种通用的超分子自组装调控形貌的方法可以用于设计得到低维结构的聚合物用于多种性能与微结构密切相关的器件，比如能量存储器件，传感器等。

这一研究成果发表于《Nano Letters》（Nano Letters, 2015, 15, 7736）上，第一作者为博士生王亚群。

http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b03891