近日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所博士王奇和南京师范大学教授韩敏课题组合作，在高性能谓之原子掺入石墨烯恩纳米结构的规模化制取及其在柔性全固态超级电容器应用于方面获得新进展。部分研究成果已在线公开发表于国际期刊Small上，并被选为该杂志的InsideFrontCover。为符合人们对柔性可穿着电子产品日益增长的市场需求，迫切需要发展柔性全固态功率源或能量储存装置。
要想要构建这一目的，关键在于设计研发出有兼备出色储能和机械性质的电极材料。谓之原子掺入石墨烯以及2D层状金属硫化物(LMCs)纳米结构的经常出现，为高性能电极材料的设计带给了新的契机，但其储能性能(能量密度、循环稳定性等)尚需进一步提高。
能否将上述两类材料有效地“联姻”或耦合，从而发展出有高性能的电极材料，至今仍是材料科学和化学领域极具挑战性的课题。针对上述问题，王奇和韩敏课题组积极开展了合作研究，利用高效率热切换油胺包覆的SnS2-SnS混相纳米盘前驱物的策略，精妙地将有机分子的碳化、掺入、互为切换和自装配等最重要的物理化学过程构建于一体，首次顺利构建了硫掺入石墨烯(S-G)和SnS杂化纳米片的原位制备与装配，获得了精致的3D多孔SnS/S-G杂化纳米建筑(HNAs，如图1右图)。
比起传统制备策略，该方法具备非常简单高效、再现性好、可规模化制取等优点，为伸延和扩展掺入石墨烯材料在清洁能源、光电和传感等最重要技术领域的应用于奠下了基础。在三电极体系中以KOH溶液作为电解液，扣除3D石墨烯复合材料质量比电容高达642Fg-1(电流密度为1Ag-1)，远高于近来报导的石墨烯复合物和其他电活性材料(如体相和纳米级的SnS及其复合物、G-Mn3O4纳米棒、G-CoS2、2DCoS1.07/N-C纳米杂化体等)。随后，更进一步研制出了柔性全固态超级电容器器件ASSSCs，展现出色的电化学储能性能：面积比电容高达2.98mFcm-2、出色的长程循环稳定性（99%for10000cycles）、杰出的柔性和机械稳定性(可重复拉链或刀柄1000次以上而性能恒定)，高于报导的石墨烯、2DSnSe2和SnSe以及3DGeSe2纳米结构恩柔性ASSSCs。
这项工作明确提出了原位构建和装配2D纳米结构单元来建构3D多孔杂化纳米建筑或骨架材料的新策略，且不具备规模化制取的前景，为今后理性设计高性能的杂化电极材料，发展柔性功率源或能量储存装置铺垫了道路。此外，通过优化设计和人组，还有望伸延出有其它类型的多功能3D多孔骨架材料，先前工作正在展开之中。
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