尼龍是一種具有80多年歷史的經典聚合物。其獨特的醯胺鍵（肽鍵）使其具有很高的彈性，豐富的氫鍵網絡結構也使其具有一定的機械強度。尼龍在生活中最為人所知的應用當屬被年輕女性所鍾愛的尼龍絲襪。
近日，尼龍固態電解質在中國科學院青島生物能源與過程研究所首次研製成功。4月2日，該所崔光磊研究員團隊的這項研究成果在線發表於《先進功能材料》。
「這項工作簡單來說，就是重新設計了傳統經典聚合物尼龍6的結構，使其具有離子傳導性。」崔光磊表示，他們用高濃度的鋰鹽水溶液，破壞了尼龍6中的豐富的氫鍵網絡，並使其再生為以陰陽離子締合形式橋接的交聯結構。
據崔光磊介紹，經過近兩年來的努力，其團隊與合作者利用固態核磁、小角X射線散射、傅立葉變換紅外光譜和拉曼光譜等技術，具體分析了尼龍6在高濃度鋰鹽水溶液中的溶解機理以及新再生的尼龍基聚合物電解質的微觀構型。
在論文中，他們提出，由於稀溶液中陽離子通常具有完整的溶劑化結構而很難發揮其路易斯酸性，而在高濃度鹽溶液中，陰離子參與了陽離子的溶劑化構成，從而使陽離子的路易斯酸性可以有效發揮出來。尼龍6的溶解正是由於醯胺鍵中的醯基受到具有強路易斯酸性的陽離子的進攻進而發生配位作用。另一方面，陰離子與陽離子締合的同時，也與胺基以弱氫鍵的方式進行結合，從而形成了交聯網絡結構。
此外，由於這種獨特的結構，使聚合物電解質呈現出高粘彈特性。而這種高粘彈特性正是解決固態電池和柔性器件界面問題（層移、錯位等）所需要的。研究人員發現尼龍電解質具有良好的電化學性能，並利用其設計了一體化的固態柔性電池作為應用窗口，實現了柔性電池的穿戴功能。
崔光磊告訴《中國科學報》記者：「我們的工作為傳統聚合物的應用提供了新思路，其他經典聚合物比如纖維素、木質素、殼聚糖等也有望利用綠色水溶液進行再生，從而使其被廣泛應用。」
相關論文信息：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202000347
版權聲明：凡本網註明「來源：中國科學報、科學網、科學新聞雜誌」的所有作品，網站轉載，請在正文上方註明來源和作者，且不得對內容作實質性改動；微信公眾號、頭條號等新媒體平臺，轉載請聯繫授權。郵箱：shouquan@stimes.cn。