碳纳米管透明薄膜是替代氧化铟锡(ITO)导电薄膜的理想材料,更重要的是有望广泛地应用于柔性电子器件。利用浮动催化法直接制备的自支撑碳纳米管薄膜具有独特的二维连续网络结构,从而具有优异的电学和力学性能(Nano. Lett. 2007, 7, 2307)。但是由于受其制备条件的约束,小于100 纳米的自支撑透明导电薄膜难以利用此方法直接来获得,这限制了其进一步的应用。为了解决这一问题,他们发展了传统的转移印刷技术,提出了一种基于静电吸附的减薄碳纳米管薄膜的方法——重复转移印刷法,通过利用离子静电吸附效应提高低表面能基底的表面能,使得碳纳米管薄膜可以从高表面能的基底转移到原本表面能较低的基底上。结合具有特殊二维网络结构的碳纳米管薄膜与静电吸附重复转移印刷法,可在PET衬底上得到不同厚度甚至近于亚单层的超薄碳纳米管薄膜,透明度可达90%以上。此方法不仅可以有效提高碳纳米管的利用率,保持碳纳米管薄膜的结构,还可以有效提高超薄碳纳米管薄膜的制备效率,简化了实验过程。该方法正在申请中国发明专利(201210270061.0)。基于所制备的超薄碳纳米管薄膜,研究人员组装了柔性透明碳纳米管薄膜超级电容器,超级电容器表现出了一定的透光性和良好的电化学性能。相关研究结果发表在Small (DOI: 10.1002/smll.201201587)上,并得到编辑的较高评价。
图2 (a)透明超级电容器结构示意图及(b)光学照片;(c)不同厚度碳纳米管薄膜组装的超级电容器的透光率,柔性透明碳纳米管薄膜超级电容器(50 nm)(d)不同扫描速率下的CV曲线;(e)恒电流充放电曲线;(f)比电容随充放电次数的变化。