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梳理:《Small》期刊7-12月关于“静电纺丝”重要研究进展
2021/1/12 8:56:35 易丝帮

1.南开大学魏进平&周震:Sb2Se3/CNFs的制备及其在钠离子电池中的应用

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➣钠离子电池(SIBs)是一种很有前途的大型储能系统,具有成本低、资源丰富等优势。

南开大学魏进平&周震通过静电纺丝和硒化处理制备了均匀嵌入碳纳米纤维(Sb2Se3/CNFs)的Sb2Se3纳米晶。

➣所得的Sb2Se3/CNFs作为SIBs负极具有良好的循环性能、高度可逆容量和优异的倍率性能。

➣通过原位X射线衍射验证了其优异性能归因于Na+插层、转换反应和Sb2Se3合金化的组合。

➣独特的纳米结构提供了大的接触面和容忍度的体积膨胀,带来高可逆性和长周期耐久性。这种独特的材料显示了SIB的潜在应用,尤其是在高电流密度下。

DOI: 10.1002/smll.202006016


2. 纤维素纳米纤维/氧化石墨烯晶胶的pH依赖性形态控制

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天津大学杨全红教授报告了通过单向冷冻干燥(UDF)方法由含有50wt%2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基、自由基介导氧化纤维素纳米纤维(TOCNs)和50wt%氧化石墨烯(GO)的二元分散体制备多结构晶胶的系统研究。

➣溶胶pH值的增加可以通过增加静电排斥力使两种组分更好地分散,同时也导致凝胶网络逐渐变弱,从而由UDF工艺制备出微片晶胶。

➣当pH值为5.2时,TOCN和GO的自聚集和分散达到了最佳状态,使得TOCN-GO相互作用最强,并将其模板化为规则的微蜂窝结构。

➣本研究提出了一种解释晶胶形成的两方面机理,并指出最大化的TOCN-GO相互作用和分散体复合物对冰晶的高亲和力对于获得沿冷冻方向的微蜂窝形态是必要的。

➣通过将相应前驱体溶胶的微观结构和流变学联系起来,提出了一种用于预测由UDF工艺制备的TOCN-GO晶胶微观结构的图表。

DOI: 10.1002/smll.202005564


3.上海瑞金医院崔文国&邓廉夫:微溶胶静电纺丝技术成功构建骨再生材料

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上海交通大学医学院附属瑞金医院崔文国&邓廉夫团队采用受生物启发的阶段性骨再生策略,将骨形态发生蛋白2(BMP2)修饰黑磷(BP@BMP2)纳米片负载到PLLA电纺纤维支架上。

➣结合了募集成骨细胞前体细胞和生物矿化特性,采用微溶胶静电纺丝技术成功构建了一种骨再生材料。

➣BP作为载体,不仅可以提供负表面和强大的BMP2负载能力,还能够在电纺纤维支架上以三维方式促进生物矿化,而BMP2的作用则是靶向成骨细胞前体细胞以进行募集和成骨分化,从而使BP@BMP2纳米片具有阶段性骨再生能力。

➣负载BP@BMP2的电纺纤维支架具有良好的生物相容性和强大的成骨能力,从而能够快速再生新骨组织。

DOI: 10.1002/smll.202005433


4.北京大学侯仰龙:独立可折叠V2O3/多通道碳纳米纤维电极用于超长寿命的柔性锂离子电池

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北京大学侯仰龙教授团队通过静电纺丝和随后的碳化处理制备了独立可折叠的V2O3/多通道碳纳米纤维(V2O3/MCCNFs)复合材料。

➣V2O3/MCCNFs电极在0.1 A g-1下经过240个循环后,仍可提供881.1 mAh g-1的优异容量。在5 A g-1的高电流密度下循环5000次,其容量可达487.8 mAh g-1,衰减率仅为0.00323%,该电极具有超长的使用寿命。

➣当该柔性电极进一步应用于袋式电池时,其在1 A g-1下循环500次后具有348.3 mAh g-1的出色容量,每个循环的衰减率为0.094%。

➣这种前所未有的性能可归因于V2O3和多通道碳纳米纤维的协同作用,这不仅促进了电解质的渗透,缩短了Li+的传输长度,而且还增加了活性物质/电解质的接触面积并缓冲了材料的体积变化。DOI: 10.1002/smll.202005302


5.熔体静电纺医用级聚(ε-己内酯)纳米纤维的

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➣本研究使用一种改进的喷嘴直接将熔融静电纺医用级聚(ε-己内酯)写入收集器,在一定的加工条件下,生产纤维的最小平均直径为275±86 nm。

➣1毫米的针头突起加上120°C的加热温度可以产生最一致的小直径纳米纤维。针灸针使用不同的突出距离会导致不稳定的喷射,沉积劣质纤维,进而影响下一个相邻的路径。

➣加上一个双头打印机,首先熔体静电纺丝,然后熔体直写可以在一个单一的、自动化的过程中操作。

DOI: 10.1002/smll.202003471


6.空气稳定的有机-无机钙钛矿纳米晶体@聚合物纳米纤维和波导激光发射

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➣有机-无机杂化钙钛矿是一种很有前途的激光增益材料。但是钙钛矿激光器的稳定性一直是其实际应用的挑战。

➣在本文中,展示了通过采用简便的乳液电纺丝方法制备超稳定钙钛矿聚合物杂化纤维的可扩展策略。

➣在静电纺丝过程中,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)首先固化成外壳层。同时,将包含聚偏二氟乙烯(PVDF)和钙钛矿前驱体的乳液滴向内推入并演变成被PVDF覆盖的钙钛矿纳米晶体。

➣具有光滑表面的PMMA有利于轻运输和耐水PVDF阻挡水分。甲基铵溴化铅钙钛矿嵌入的光纤在潮湿的环境(相对湿度>60%)甚至在水中储存后可以发出强烈的光。

DOI: 10.1002/smll.202004409


7.中山大学奚斌课题组:原子层沉积构筑高效全解水催化剂

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中山大学奚斌课题组报道了用于全解水的高活性和稳定的钴基催化剂。通过静电纺丝和原子层沉积(ALD)技术制备的SFCNF/Co1-xS@CoN复合材料由S掺杂的柔性碳纳米纤维(SFCNF)为基质,Co1-xS纳米颗粒和CoN涂层组成。

➣通过ALD将超薄CoN层沉积在柔性SFCNF/Co1-xS基底表面;复合材料在酸性和碱性溶液中均表现出优异的电催化活性。

➣电流密度为10 mA cm-2时,HER和OER的过电势分别为20和180 mV。在0.5 M H2SO4电解液中HER仍具有较小Tafel斜率(54.4 mV dec-1)。

➣复合材料在电流密度为10 mA cm-2时仅具有1.58 V分解电压,并且在最大电流密度为50 mA cm-2的情况下,连续催化20 h没有出现明显的衰减趋势,说明具有持久稳定催化活性。

DOI: 10.1002/smll.202002432


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