随着电子技术的快速进步，柔性能量存储设备尤其是超级电容器引起了广泛关注。基于水凝胶的柔性固态超级电容器(SSCs)在可穿戴电子产品领域具有巨大的应用潜力。然而，传统水凝胶存在机械性能差，限制了其实际应用。并且，水凝胶电解质的性能受温度影响大，特别是在低温和高温条件下，性能下降明显。在水凝胶中引入有机溶剂可以提高其抗冻性和减缓其高温的水分挥发，但其离子电导率会显著下降。因此，要制备水凝胶电解质使其同时具有优异的机械性能、高离子导电性、良好的电化学性能和宽工作温度范围仍具有重大挑战。

　　针对这一挑战，东华大学材料科学与工程学院叶长怀教授、朱美芳院士团队设计了一种同时满足优异机械性能、高离子电导率和宽工作温度范围的有机水凝胶电解质。研究人员以酸酐封端的聚酰亚胺作为大分子交联剂，通过简单的一锅合成、冷冻-解冻和溶剂交换过程制备了具有物理和化学双重交联的聚乙烯醇-聚酰亚胺(PVA-PI)有机水凝胶。

　　水凝胶中PVA结晶相作为物理交联点，聚酰亚胺端酸酐基团与PVA上羟基反应形成化学交联点，通过大分子PI的引入构建交联密度显著不同的物理和化学双交联网络。这种双交联网络有助于水凝胶在受到外界应力时有效地耗散能量，并且PI与PVA分子链之间可以形成强氢键相互作用，进一步提高水凝胶的韧性。另外，在水凝胶体系中引入LiCl/DMSO组分赋予了有机水凝胶高离子电导率、优异的抗冻和防干性能。这些优异性能为开发具有宽温度适应性的强韧水凝胶/有机水凝胶用于柔性电子器件应用提供基础。

　　该工作以“Mechanically Strong and Tough Organohydrogels for Wide Temperature Tolerant, Flexible Solid-State Supercapacitors”为题发表在《Advanced Functional Materials(先进功能性材料)》的期刊上。东华大学博士研究生周庆亚为该工作的第一作者，叶长怀教授为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划资助。