東京大學成功開發了一項具有史上最高力學強度的超輕量多孔質架橋超薄膜。研究團隊將電極浸入含有間苯二酚(Resorcinol)與甲醛(Formaldehyde)的水溶液中,並施加+5 V電壓2分鐘,即可製作出超薄膜。間苯二酚與甲醛皆為市售且低成本的試劑。
在將電極插入間苯二酚與甲醛混合水溶液並施加電壓後,電極表面會均勻發生架橋聚合反應,進而生成厚度僅70 nm、無缺陷且擁有類似乾燥絲瓜網絡狀架橋結構的大面積超薄膜。當停止施加電壓後,超薄膜會自發性地從電極表面脫離並漂浮起來,因此可採用Roll-to-Roll方式有效率地大量生產。
在此製程中,原料與生成物皆帶負電,形成電氣雙層,負電荷間的相互排斥促使多孔質結構的形成。生成的超薄膜在乾燥狀態下的密度僅為一般高分子材料的約一半,但楊氏模數(Young's Modulus)卻是一般樹脂的約3~4倍,展現出極高的力學強度。既有材料除特殊加工的纖維之外,能同時兼具輕量與高力學強度的人造多孔質高分子材料幾乎不存在。
此外,超薄膜具有pH響應性,可自動切換物質透過的「ON/OFF」,實現智慧型膜分離功能。另具備抗菌、抗病毒性能,可望應用於防感染濾膜用途。若經蒸煮碳化處理,則可在保留形狀與多孔性結構的情況下,轉換為導電性多孔質碳薄膜,進而應用作為雙電層電容器的電極材料。