DOI: 10.1021/acsami.9b12444

通过直接静电纺丝获得的低密度3D超细纤维组件在吸声领域具有广阔的应用前景，但常常因其结构稳定性差而受阻。在这里，作者演示了一种具有微结构可逆弹性和高吸声性能的静电纺超细纤维海绵，该海绵是通过设计用作弹性单元的分层层状波纹结构来实现的。所得的电纺纤维海绵即使在其重量的8900倍的负担下变形也能迅速恢复到原始高度。尤其，该材料可以在60％应变的100次循环后保持其结构稳定性。而且，所制备材料的初始分层结构和疏水性赋予它们超轻的特性（密度为6.63 mg cm^-3），出色的低频吸声性和出色的性能保持性。这些新颖的材料的成功合成可能为轻巧高效的吸声材料的设计提供新的视野。

图1. PSFS的制备。 （a）制作PSFS的示意图。 （b）TTMA在交联处理过程中的化学反应（c）层状波纹微结构的SEM。 （d-e）照片显示超轻型PSFS可以站在羽毛的尖端，而大型PSFS的体积为60 * 70 * 1.5 cm³。

图2.蓬松纤维组件的制造。 （a）在不同RH下制备的PS纤维组件的SEM图像，插图是其横截面的相应图像。 （b）制成的PS纤维组件的密度和孔隙率。 （c）PS-DMF-水系统的线性化浊点（LCP）曲线。 （d）三元相图中PS-DMF-水的浊点曲线。

图3. PSFS的制作。 （a）PS和PS / TTMA的DSC曲线。 （b）相关材料的FTIR分析。 （c）图像显示了交联过程后各种TTMA含量的蓬松纤维组件的形态变化。 （d）热处理后的PSFS的体积收缩率和（e）密度变化。 （f）具有不同TTMA含量的交联纤维组件的SEM图像。

图4.制备的3D纤维材料的机械性能。 （a-b）图像分别显示了PS蓬松材料和交联PSFS在60％应变压缩下的微观结构变化。 （c）压缩各种纤维组件的应力-应变曲线。 （d-e）未交联的纤维组件和交联的PSFS-10的横截面。 （f-g）未交联的纤维组件和交联的PSFS-10的弹性机制。 （h）循环压缩下PSFS-10的应力-应变曲线。 （i）循环压缩过程中PSFS-10的最大应力，杨氏模量和能量损耗系数的变化。 （j）图片显示了PSFS-10强大的可逆弹性。

图5.吸音性能。 （a）比较紧密堆积的纤维和蓬松PSFS-10的宏观和微观结构。 （b）类似重量的PSFS-10和紧密堆积的纤维的吸声性能。 （c）不同厚度的PSFS-10的吸声性能。 （d）比较市售吸声材料和制得的PSFS-10的吸声性能。