近日，同濟(jì)大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院陳濤教授課題組在柔性生物燃料電池方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果“Flexible and Stretchable Enzymatic Biofuel Cell with High Performance Enabled by Textile Electrodes and Polymer Hydrogel Electrolyte”發(fā)表在國(guó)際納米材料重要學(xué)術(shù)期刊《納米快報(bào)》（Nano Letters）上。 5h(]S[Zf3  
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柔性可穿戴電子產(chǎn)品因其在便攜顯示、在線傳感、人類(lèi)健康管理等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價(jià)值而備受關(guān)注。因此，發(fā)展與柔性電子具有良好匹配性的能量轉(zhuǎn)換或儲(chǔ)存器件至關(guān)重要。將化學(xué)能（如葡萄糖）轉(zhuǎn)化為電能的生物燃料電池（BFC），清潔性高、生物相容性好，具有廣泛的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的生物燃料電池通常使用液態(tài)電解質(zhì)，電極材料的柔性和可拉伸有限，為實(shí)現(xiàn)高性能的柔性可拉伸生物燃料電池帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。 Y-,1&$&
 
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陳濤教授課題組致力于柔性生物燃料電池的研究，此次研發(fā)的生物燃料電池由石墨烯/碳納米管/酶復(fù)合織物電極和含有葡萄糖的聚丙烯酰胺水凝膠電解質(zhì)組裝而成（圖1）。織物電極中，從石墨烯層共價(jià)生長(zhǎng)的碳納米管陣列不僅可作為導(dǎo)電基底并用于固定酶分子，還可賦予酶與石墨烯電極之間高效的電荷交換及傳輸能力。因此，所發(fā)展的生物燃料電池可輸出0.65V的開(kāi)路電壓和64.2μW cm-2的功率密度。 iN
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得益于電極材料的織物狀結(jié)構(gòu)和高分子水凝膠電解質(zhì)優(yōu)異的柔性及可拉伸性，該生物燃料電池被彎曲至任意角度（0~180°）、甚至經(jīng)400 次循環(huán)彎曲/釋放后，其電化學(xué)性能幾乎保持不變。該生物燃料電池在高達(dá)60% 的拉伸應(yīng)變下，其開(kāi)路電壓基本保持不變，功率密度可保持其原始值的93.5%，表現(xiàn)出優(yōu)異的柔性和可拉伸性能（圖2）。該生物燃料電池的柔性和可拉伸性與生物組織具有良好的匹配性，例如神經(jīng)組織（~20%）、血管（~30%）和皮膚（~50%），未來(lái)有望作為能源供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)用于體外/體內(nèi)生物電子設(shè)備領(lǐng)域。 2?7a\s  
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化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院博士研究生陳子林為論文第一作者，陳濤教授為通訊作者。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市教委等項(xiàng)目的資助。 5B(r[Ni b  
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論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c03621