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纳米纱线为能源、医学等领域提供更多可能性
2021/2/1 17:03:15 易丝帮

1.Nanotechnology:Cu/PVDF-TrFE/PDMS/尼龙/Ag同轴压电能量发生器纱线的制备及其应用

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➣采用自行设计的连续静电纺丝沉积系统制备了同轴型压电能量发生器(C-PEG)纳米纤维。

➣将压电PVDF-TrFE纳米纤维作为电活性材料,在9-12kV的放电电压下,以ωg=60-120RPM的角速度电纺到同时旋转和横向移动的铜金属线上。PVDF-TrFE纳米纤维的压电系数d33约为-20pm/V。

➣通过浸涂PDMS聚合物溶液,然后以Ag涂覆尼龙纤维作为外电极进行缠绕,制备了C-PEG纱线。当VG=1.97V时,十根C-PEG纱线的电流密度和功率密度分别为22nA/cm2和8.6μW/cm3,高于先前报道的5.54和6μW/cm3。

DOI: 10.1088/1361-6528/abd57e


2.台湾逢甲大学楼静文&林佳弘Polym. Int.:使用新型纱线静电纺丝技术增强聚偏氟乙烯纳米包覆纱线的压电性

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➣压电织物因其稳定的能量转换特性、高灵敏度和稳定的力学性能,在可穿戴传感器中得到了广泛的应用。

➣以镀银尼龙纱线为芯,聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维为包裹材料,形成了压电包覆纱线。通过对压电包覆纱线的力学性能、β相比、结晶度和压电性能进行研究,探索了纺丝工艺参数对压电纱线结构和结晶度的影响。

➣在该实验中,包覆纱线的结晶度达到49.57%,用于压电时,压电电压常数可达0.4323mVm/N。

➣包覆纱线具有良好的柔软度和传感层的结构优势,在可穿戴柔性传感器等领域有着广泛的应用前景。

DOI: 10.1002/pi.6177


3. Chem. Eng. J.:基于Co3O4锚定多孔碳纳米纤维纱线的全固态超级电容器

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➣仅仅依靠双电层的单一机理以及承重和储能要求之间的现有标准限制了碳基结构电极的整体性能。

➣研究者开发了一种超细Co3O4锚定高度多孔、中空N掺杂碳纳米纤维纱线(Co-NCFY)作为高性能多功能结构电极,其具有优异的机械和电化学性能。该器件的设计得益于假电容和双层储能机制。

➣Co-NCFY具有良好的电化学性能(在1 mV s-1下的电化学容量为713 F g-1,经8000次循环后在20 A g-1下具有高于92%的优异循环稳定性,在209 W kg-1的功率密度下其能量密度为45.4 Wh kg-1)和承重能力(强度和杨氏模量分别为87.4MPa和26.4GPa)。

➣Co-NCFY的电化学和机械性能均优于最近报道的结构电极材料。这些吸引人的特性使Co-NCFY有望成为高效结构储能设备的独特结构电极材料。

DOI:10.1016/j.cej.2020.128124


4.Acta Biomater.:PPDO/CNT纳米纤维纱线的制备及其对间充质干细胞分化、增殖和成熟的影响

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➣使用改良的静电纺丝设备制备了基于聚对二氧环己酮(PPDO)生物聚合物和不同浓度CNTs的复合纳米纤维纱线(NYs)。

➣添加CNTs对兔雪旺氏细胞(rSCs)的生长和增殖没有负面影响,且可以更好地保持rSCs的表型。在PPDO/CNT NYs上,电刺激可显著增强人脂肪间充质干细胞向SC样细胞(SCLCs)的分化能力。

➣研究发现ES和化学诱导的独特组合通过显著上调SC髓鞘相关基因标记物的表达水平和增加生长因子的分泌进一步促进了PPDO/CNT NYs上hDOMSC-SCLCs的成熟。

➣该导电PPDO/CNT复合NYs为各种细胞活动提供有益的微环境,使其成为PN再生应用中NGC填充基质的一个有吸引力的候选材料。

DOI:10.1016/j.actbio.2020.11.042


5.Sci. Rep.:可生物降解单层和双层中空纳米纤维纱线的尿素缓释研究

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➣本研究探讨并比较了单层和双层中空纳米纤维纱线作为包封和释放尿素的新型输送系统。

➣采用定制的静电纺丝工艺制备了负载尿素肥料的单层中空聚乳酸(PLLA)纳米纤维纱线。通过静电纺丝制备了以聚羟基丁酸酯(PHB)纳米纤维为外层,以尿素浸渍PLLA纳米纤维为内层的双层中空纳米纤维纱线。

➣采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)对中空电纺纳米纤维纱线的形态进行了表征。使用总氮仪器(TNM-1)研究了单层和双层中空纳米纤维纱线在水中的尿素释放情况。

➣借助碳氮元素分析仪测定PLLA纳米纤维样品中的包封氮含量。结果表明,与单层中空纳米纤维纱线相比,浸渍尿素的双层中空纳米纤维纱线在前12h内的氮释放量显著降低(P值=0.000)DOI:10.1038/s41598-020-76395-6


6.中原工学院何建新J. Colloid Interface Sci.:氧化石墨-银纳米复合材料嵌入纳米纤维包芯纱用于抗菌纺织品

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➣使用静电纺丝技术制备了载有高效抗菌剂的纳米纤维纱线。引入聚乙烯亚胺(PEI)作为增溶剂,对功能化氧化石墨烯(GO)进行功能化以形成GO-PEI复合材料。

➣采用一种简便的微波加热法合成了GO-PEI和银纳米粒子(AgNPs)。使用多针共轭静电纺丝设备将纳米纤维与GO-PEI-Ag复合材料混合,以形成纳米纤维包芯纱。

➣抗菌剂牢牢地固定在纤维上,以防轻易去除。观察到均匀取向的纱线结构和内部形态,并对织物的抗菌性能进行了测试。该织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均超过99.99%。洗涤十次后,抗菌率保持在99.99%以上。

➣静电纺丝制备的纳米纤维织物具有较高的抗菌活性和优异的耐久性,为未来抗菌纺织品的生产提供了一种可行的方法。

DOI:10.1016/j.jcis.2020.09.092


7. Polym. Adv. Technol.:热拉伸氧化石墨烯增强聚丙烯腈纳米纤维纱的微观结构演变及力学性能研究

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➣为了揭示氧化石墨烯(GO)在聚合物纳米纤维纱线中的增强作用,电纺了具有不同GO含量(0.1-0.5wt%)的聚丙烯腈(PAN)/GO纳米纤维。通过在干燥条件下热拉伸纱线,可增强PAN链和GO在纳米纤维中的排列。

➣PAN前驱体Tg以上的热拉伸导致PAN链和GO的取向诱导结晶和取向增加。GO含量为0.1wt%且长度拉伸4倍的纱线具有最高的强度和模量(310.88±24.68 MPa和7.24±0.55 GPa),分别比电纺纯PAN纱线高600%和500%。

➣在低GO含量的热拉伸纱中发现了最有希望的拉伸性能,这是因为PAN分子与含氧官能团之间发生了强烈的相互作用。此外,还提供了GO聚集的间接证据,这对较高GO含量下的机械性能产生了不利影响。

➣复合纳米纤维纱是可缝制且可编织的,可以用作热解后的新一代复合材料的增强材料。

DOI: 10.1002/pat.4918


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