首尔大学团队在《自然·材料》发表研究：丁二腈添加剂将固态聚合物电解质离子电导率提升百倍

B910化工消息：6月3日消息，韩国首尔国立大学Tae-Woo Lee和Jeong-Yun Sun联合团队在《自然·材料》（Nature Materials）发表研究，提出一种固态添加剂策略，将单离子导电聚电解质弹性体的室温离子电导率提升超过两个数量级（即100倍以上），同时保持材料的弹性和无泄漏特性。该发现为下一代固态离子导体提供了通用性设计路径。

聚电解质弹性体因具有固有的离子选择性、无泄漏特性和力学弹性，被视为固态单离子导体的理想候选材料。然而，现有聚电解质弹性体的离子电导率极低（约10⁻³ mS/cm），严重限制了其在储能和离子电子器件中的实际应用。

研究团队引入的添加剂需要同时满足两个关键条件：一是具有高介电常数以增加解离离子密度（n），二是具有增塑效应以提高离子迁移率（μ）。他们选择了丁二腈（succinonitrile）作为示范材料——这是一种固态有机晶体，同时具备高介电常数（ε≈55）和塑化能力。

实验结果显示，丁二腈的引入在室温下将离子电导率提升了两个数量级以上。该策略在聚阳离子和聚阴离子体系中均获得验证，展现出良好的通用性。此外，添加剂还进一步增强了材料的弹性性能。

这一方法的核心优势在于其简洁性和普适性。不同于此前通过复杂化学合成或纳米复合来提升电导率的策略，丁二腈作为商业化可得的固态添加剂，可以直接掺入各种聚电解质网络中。这意味着该策略有望快速推广到不同的聚合物电解质体系。

从应用角度看，高离子电导率的固态单离子导体在多个前沿领域具有重要价值：固态电池中可替代液态电解质以提高安全性；柔性电子和可穿戴设备中可作为离子传感器和致动器的核心材料；生物电子接口中可实现安全的离子传输。

该论文发表于2026年6月3日的Nature Materials，DOI: 10.1038/s41563-026-02604-8。第一作者Sangjun Ma，通讯作者Tae-Woo Lee和Jeong-Yun Sun来自首尔国立大学材料科学与工程系。研究团队还包括来自韩国多所高校和研究院的合作者。

这项工作展示了材料设计思路的简洁性——通过物理掺混而非化学合成来突破性能瓶颈，为固态电解质和柔性离子导体的实用化提供了新的可行路径。 （来源：Nature Materials）