DOI:DOI: 10.1021/acsami.0c03103

电纺短纤维海绵由于其超高孔隙率、轻质、多功能特性而备受关注。尤其是聚酰亚胺（PI）海绵，因其优异的力学性能和热稳定性而受到研究者的青睐。然而，包括PI在内的许多海绵通常是疏水性的，并在有毒的非水溶剂（如1,4-二恶烷）中合成。相反，亲水性海绵遇水就会分解。在此，研究者提出了一种通过引入合适的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）在水中制备PI海绵的新策略。相对于PI短纤维，SDBS的含量小于1wt%，可以在水中均匀分散，并与聚酰胺酸（PAA）溶液充分混合。取决于SDBS的浓度，合成的海绵显示出亲水性和5000%以上的吸水率。海绵的亲水性并不是普遍存在的，这也给由水溶液制备海绵材料的研究带来了新的机遇。这种亲水性海绵相对特殊，因为它们在与水接触时不会膨胀，这使其尺寸稳定。本文介绍的方法可作为未来亲水海绵开发的里程碑，这些亲水海绵可用于从组织工程到油/水分离的各种应用。

图1.（a）在去离子水中制备sPI海绵的合成示意图。短PI纤维分散体的数码相机图像（b）在没有SDBS的情况下进行超声处理之前，（c）在超声处理之后，（d）在添加PAA之后。（e）短PI纤维的光学显微镜图像和（f）纤维长度分布。（g和h）数码相机图像显示sPI海绵与疏水性传统PI海绵相比具有亲水性。（b）、（c）和（d）中的比例尺为10 m m，e中的比例尺为100μm。

图2.不同sPI海绵的接触角分析：（a）SDBS浓度范围宽，（b）SDBS浓度低于临界浓度（发生亲水性向亲植性转变的浓度）。（c）不同密度sPI海绵和（d）SDBS（10%）-sPI海绵的吸水率。（e）不同密度sPI海绵和（f）SDBS（10%）-sPI海绵的吸水周期。

图3.（a）不同sPI海绵的可计算密度，（b）压缩应力-应变曲线，（c）压缩循环试验。

图4.（a）电纺PAN纳米纤维的SEM图像。（b）短PAN纤维的纤维长度分布。（c）显示亲水性电纺PAN海绵的数码相机图像。（d）电纺PAN海绵的吸水性能（实时）。（a）中的比例尺为4μm。

图5.（a）常规疏水性PI海绵和（b）SDBS（50%）-sPI海绵，（c）SDBS（10%）-sPI海绵和（d）SDBS（3.33%）-sPI海绵的光学显微镜图像。在营养培养基中培养4周后，（e）常规疏水性PI海绵和（f）SDBS（50%）-sPI海绵的琼脂平板试验图像。4周后，白色菌落的存在证实了SDBS（50%）-sPI海绵中存在大肠杆菌。（比例尺–（a）：0.2 mm；（b、c和d）：0.5 mm）。