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盘点:《Nat. commun. 》期刊近期关于“静电纺丝”重要研究进展
2020/12/25 9:16:31 易丝帮

1.微环境响应免疫调节静电纺纤维促进神经功能恢复

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➣受急性损伤部位酸性微环境的启发,构建了功能性pH响应免疫调节辅助的神经再生策略。

➣直接对焦点区域的酸性微环境作出响应,在数小时内触发释放负载IL-4质粒的脂质体,抑制炎症细胞因子的释放并促进体外间充质干细胞的神经分化,该微环境响应性免疫调节电纺丝纤维植入急性脊髓损伤大鼠中。

➣微溶胶核-壳结构实现神经生长因子的持续释放,发现免疫纤维支架可带来明显转移的免疫细胞亚型,从而下调急性炎症反应,减少疤痕组织形成,促进血管生成作为损伤部位的神经分化,并增强体内功能恢复。

➣该策略通过微环境响应的免疫调节作用提供了一种递送系统,从而突破了免疫反应与神经再生之间矛盾带来的当前困境,为急性脊髓损伤的治疗提供了一种替代方法。

DOI: 10.1038/s41467-020-18265-3


2. 青岛大学:在柔性可穿戴器件方面取得重大进展

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青岛大学物理科学学院孙彬副教授与上海交通大学黄兴溢教授、上海大学张统一院士等合作研发了一款具有高效热管理能力的柔性可穿戴应变传感器,并用于青岛大学龙舟运动员的日常训练动作监测和分析。

➣研究者对该柔性可穿戴传感器进行了独特的结构设计:由石墨烯纳米带(GNRs)构成导电网络在器件发生形变时,电阻信号发生变化,可以用来实时监测人体运动情况。

➣导热层由掺杂了氮化硼纳米片的热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU-BNNS)膜构成,可将器件使用过程中产生的热量快速实时传导到空气中。

➣热绝缘层(TPU纤维膜)则可有效防止热量在器件和人体皮肤界面累积,保障人体安全。同时,TPU纤维膜的多孔结构也保证了皮肤的透气性。

DOI: 10.1038/s41467-020-17301-6


3.东华大学俞建勇院士、丁彬教授团队:太阳能驱动的纳米纤维基连续除湿材料

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➣自然界中的木头具有水平方向上的胞腔网孔结构和垂直方向上的互联通道,该特殊结构有助于通过蒸腾作用将水分从地面往枝叶传输。

➣受该独特结构和性能的启发,东华大学纺织科技创新中心俞建勇院士和丁彬教授带领的纳米纤维研究团队创新性提出了一种仿生木头胞腔网孔结构纤维基除湿材料的可控制备策略。

➣利用静电纺丝技术构筑仿生木头胞腔网孔结构干燥层,结构成型涉及荷电射流拉伸形变、聚集成束、纤维束分枝堆砌等动态过程,在表面张力和静电斥力的竞争作用下,荷电纤维束诱导胞腔网孔堆砌结构自组装成型。

➣该除湿材料可提供水分在厚度方向传导/面内扩散的定向传输通道,使吸收的水分子在太阳光照射下自发地通过除湿材料传导到室外,实现太阳能驱动的室内连续除湿。

DOI: 10.1038/s41467-020-17118-3


4.二氧化碳还原:实现工业化可兼容电流密度的单原子镍修饰碳膜

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➣通过电还原方法将二氧化碳转化为可再利用的燃料极具吸引力,既能解决温室效应及其带来的一系列问题,也能够实现直接从大气中获取高附加值的化合物。

深圳大学的何传新教授团队采用静电纺丝法制备了自支撑的镍单原子/多孔碳纤维膜催化剂(NiSA/PCFM),碳纳米纤维中分布的单原子镍位点对CO2的活化起着决定性的作用。

➣其次,具有良好的机械强度的NiSA/PCFM多孔互连碳纳米纤维网络为CO2扩散和电子输运提供了重要的通道。

➣经测试,NiSA/PCFM可在308.4 mA cm-2的局部电流密度下工作120h,法拉第效率达88%。这项工作对于在工业化级别设计二氧化碳催化剂具有指导意义。

DOI: 10.1038/s41467-020-14402-0


5.东华大学刘天西团队:冷冻聚合策略构筑耐复杂形变导电聚合物复合水凝胶

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刘天西团队提出了冷冻聚合新策略实现了苯胺单体在冷冻条件下的原位聚合反应,一步实现了聚乙烯醇蜂窝状凝胶网络和聚苯胺三维凝胶网络的纳米复合和高效界面作用,获得了高强高韧的聚乙烯醇-聚苯胺复合水凝胶材料。

➣该聚乙烯醇-聚苯胺复合水凝胶经过多次300%拉伸应变、60%压缩应变和全弯曲过程,均可轻易回复至初始形状,同时具有高强度和耐复杂形变能力。

➣基于该聚乙烯醇-聚苯胺复合水凝胶的全固态超级电容器具有高比容量、高能量密度和优异的循环性能,在复杂形变条件下仍可维持稳定的电化学性能。

DOI: 10.1038/s41467-019-13959-9


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