近年來，國際上有許多的研究團體專注在電致變色與超級電容的結合，以電致變色在光學性質變化的特性去監測超級電容所剩餘的電容量。然而，這些研究僅專注在共軛型高分子不同結構對於超級電容的比電容量並都以電化學聚合法製備電極，此種製備方式監測方式都是以有色到有色的方式進行監測。本研究中嘗試以非共軛且可溶劑製備的線性芳香胺族聚醯胺，並在高分子主鏈上導入具有剛硬扭曲的Tröger’s base (TB)結構以及在醯胺鍵的鄰位以甲基修飾（圖一）。在圖二中可以發現，TB或甲基導入的高分子具有較高的比表面積以及較多的微孔分布，且XRD圖譜中亦發現此類高分子薄膜中會具有較大的d-spacing而造成較疏鬆的分子鏈堆疊。在電化學的表現中，所製備的高分子皆具有從無色到綠色再到藍色的兩階段顏色變化，其中含TB或甲基的高分子具有較低的操作電壓以及電位差（圖三）；從電化學阻抗圖譜中可以觀察到此類高分子有較低的阻抗（Rct）以及較快的對離子的擴散速度（圖四）。在應用上，電致變色的響應速度也會因TB或甲基的導入而可以縮短45%以上（圖五），與電化學的結果相應。而我們最好奇的是此種非共軛的高分子在超級電容的充放電行為。從圖六的結果中可以發現，基於芳香胺族的聚醯胺可以表現出出色的充放電能力，最大可在1.0 A/g下具有 165.3 F/g的高比電容且可以從無色到綠色(0.8 V)再到藍色（1.2 V）的明顯兩階段顏色變化來監控充電容量的內容。因此，我們提供了一種新的、有吸引力、溶液製備並適用於電致變色超級電容器的材料種類。（高分子所劉貴生教授提供）
圖一 (a) 所研究的非共軛且具有微孔的芳香胺聚醯胺結構。(b) 固有微孔聚醯胺在擴散動力學和充放電行為研究中的示意圖。
圖二 (a) 在77 K氮氣的吸脫附曲線以及(b) 利用Horvath–Kawazoe算出之微孔分布圖。(c) WXRD圖譜。
圖三 在0.1 M TBABF4/MeCN電解液所量測之製備高分子之循環伏安圖譜。
圖四 (a) 在Randles等效電路圖中所測量之阻抗圖譜。(b) 在低頻區之Z' vs ω-0.5 作圖。
圖五 所製備之聚醯胺高分子在電致變色上的響應時間。
圖六 (a) 所製備之聚醯胺高分子在充放電以及(b) 用光學變化監測充放電的行為。(c) 和 (d) 本研究的電致變色超級電容性質與各個文獻的比較。