目前，直径为2-20 nm的纤维素纳米原纤维具有独特的结构层次，已被广泛用作高分子材料增强剂。因此，研究人员将纤维素纳米原纤维用作设计的两性离子型水凝胶电解质的机械增强添加剂。此外，水系锌锰电池具有安全、环保、成本低廉、易制造等优点，可应用于柔性和可穿戴电池的设计。

基于此，香港城市大学的支春义教授（通讯作者）团队报道了一种基于两性离子型磺基甜菜碱/纤维素的半互穿网络水凝胶电解质（ZSC-gel），该电解质在柔性水系Zn-MnO₂电池中具有**的电化学性能和机械强度。通过在由纤维素纳米原纤维构成的骨架中加入 [2-甲基丙烯酰氧基）乙基]二硫-(3-磺丙基)单体，引发自由基聚合合成了两性离子型磺基甜菜碱单体来合成水凝胶电解质。由于两性离子基团和水分子之间的强静电相互作用，带有正负电荷的两性离子型电解质不仅提供了**的保水性能，而且还构建了能促进离子迁移的离子通道网络，从而使电池获得了更稳定的倍率能力。另外，纤维素纳米纤维能**改善水凝胶的机械性能。由于这些协同作用，制备的两性离子水凝胶电解质具有24.6 mS cm^-1的高离子电导率和920％的高拉伸性。利用该两性离子水凝胶电解质组装的Zn-MnO₂电池在6.5 C下显示出148 mA h g^-1的高容量（基于活性物质），在1200次循环后仍保留了初始容量的90.42％。即使在30 C电流强度下，也能够进行10000次的快速充/放电，其平均容量保持在62 mA h g^-1，显示出稳定的倍率性能。此外，作者利用设计的两性离子水凝胶电解质制造了柔性平面和纤维状电池。作为可穿戴应用表征，将三个柔性电池串联成一个储能腕带，可为各种可穿戴电子设备供电，另外还将四个纤维状器件集成到柔性储能织物中，以在弯曲和拉伸变形时为两个LED灯供电，展示了在可穿戴领域具有巨大应用潜力。研究成果以题为“Zwitterionic Sulfobetaine Hydrogel Electrolyte Building Separated Positive/Negative Ion Migration Channels for Aqueous Zn-MnO₂ Batteries with Superior Rate Capabilities”发布在国际**期刊Adv. Energy Mater.上。

支春义教授：研究领域主要包括可穿戴储能器件&传感器、BN/BCN 纳米结构和聚合物复合材料等。迄今已在 Nature Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. In. Ed., Adv. Mater., Adv. Energy Mater., Energy Environ. Sci. 和 ACS Nano 等期刊发表超过 250 篇学术论文，他引次数超过 16000 次，h 指数为 69；同时，专利授权 70 余项。是多个期刊的编委成员，应邀为 Nature, Nature Commun., Phys. Rev. Lett., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Nano Lett., ACS Nano, Angew. Chem. In. Ed., J. Am. Chem. Soc.等多个高水平期刊的审稿人。