DOI: 10.1002/adfm.201905990

通过静电纺丝聚（4-乙烯基吡啶）、4-（对硝基苄基）吡啶和聚丙烯腈的混合物可轻松而直接地制备比色警告解毒纳米纤维膜（CDNMs）。它们具有分层的纤维形态，可确保对烷基化有毒物质进行快速有效的排毒。利用其微孔结构、高比表面积和对纳米纤维中毒物的强亲和力，CDNMs的解毒率与初始毒物浓度无关（半衰期少于8分钟），并且在清洗3467 ppm碘甲烷250次后，仍保持出色的脱毒耐久性和90%以上的脱毒恢复率。更重要的是，比色信号可以监测排毒过程和功能终止。CDNMs上从白色到棕黄色的累积颜色变化表示解毒效率降至50％以下，这是作为在个人防护用品产品中CDNMs更换的警告信号。高斯计算理论上支持排毒和颜色生成机制。这项工作有望激发将无仪器的检测信号引入下一代自净化和排毒材料的设计和开发中。

图1.a）CDNMs的制造过程及纤维形态方案。b）去除P4VP之前和c）之后PAN/P4VP CDNMs的SEM图像。d）去除P4VP和NBP之前和e）之后的PAN/P4VP/NBP CDNMs的SEM图像（黄色条=1μm）。f）CDNM的FTIR光谱：i）PAN/P4VP和ii）PAN/P4VP/NBP CDNMs。g）CDNMs的烷基化毒物排毒和比色警告信号生成过程的示意图。h）CDNMs的SEM-EDX元素图谱（左：PAN/P4VP；右：PAN/P4VP/NBP）。i）CDNMs与烷基化毒物的解毒和比色警告信号产生反应。

图2.a）HOMO能量和b）排毒化合物的静电势（ESP）图（白色：H，灰色：C，蓝色：N，红色：O）。计算的c）P4VP和d）NBP的烷基化（解毒）和颜色生成的吉布斯自由能变化。e）P4VP和f）NBP的排毒和显色反应的总吉布斯自由能变化。g）MeI解毒前后CDNMs的FTIR光谱。h）PAN/P4VP和i）PAN/P4VP/NBP与不同量的MeI反应的紫外可见光谱。j）PAN/P4VP和k）PAN/P4VP/NBP CDNMs与过量MeI反应前后的漫反射紫外可见光谱（实线：实验结果和虚线：高斯计算结果）。插图为膜的光学图像。HOMO和LUMO分别指最高占据的分子轨道和最低未占据的分子轨道。

图3.在不同的MeI初始浓度下，a）PAN/P4VP和b）PAN/P4VP/NBPCDNM的解毒结果。用c）PAN/P4VP和d）PAN/P4VP/NBPCDNM进行MeI解毒的拟一级动力学。其他具有e）PAN/P4VP和f）PAN/P4VP/NBPCDNM的烷基化熏蒸剂的解毒结果。

图4.a）PAN/P4VP和b）PAN/P4VP/NBP CDNMs的循环解毒结果。在MeI预孵育后，使用c）PAN/P4VP和d）PAN/P4VP/NBP CDNMs，排毒恢复至3467 ppm MeI。MeI预温育后e）PAN/P4VP和f）PAN/P4VP/NBP CDNMs的RGB值。预孵育后g）PAN/P4VP和h）PAN/P4VP/NBP CDNMs的光学图像。

图5.a）在插入和不插入人造PNMs的情况下，P95呼吸器组件对MeI气体的拦截测试。b）四个不同的拦截区域。c）外室（左）和内室（右）中的MeI浓度。d）用MeI溶液滴落的聚酯/棉（65％/35％）实验室外套的照片，以及e）四种不同类型材料覆盖的区域。f）四种类型区域背面的MeI浓度。