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一维核壳结构设计新方法
2021/5/26 15:27:06 易丝帮

导语部分


         核壳材料具有双层或多层结构,其内部和外部分别富集不同成分,使得核与壳的功能实现复合与互补,从而可以调制出有别于核或壳本身性能的新型功能材料。目前,借助于静电纺丝技术构筑核壳结构有哪些新方法呢?


1.J. Colloid Interface Sci.:通过固相策略生长Cu9S5@MoS2核-壳异质结构以及在电催化制氢中的应用

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➣江南大学朱罕&杜明亮团队报告了一种一维、空间受限的固相策略,通过静电纺丝和化学气相沉积法来生长Cu9S5@MoS2核-壳异质结构。


➣采用气相石墨化工艺在碳纳米纤维上原位合成了Cu9S5@MoS2核-壳纳米晶体(Cu9S5@MoS2/CNFs)。通过改变Cu和Mo前驱体的质量比来调控MoS2壳层的数量。


➣当质量比为3:1时,Cu9S5@MoS2/CNFs显示出最少的MoS2壳层,每个仅1-2层,以及最佳的HER性能,在酸性和碱性溶液中于10 mA cm-2电流密度下的过电位分别低至116mV和114mV。


➣核壳结构具有其独特的Cu-S-Mo纳米界面,可以增强电子转移和比表面积,从而提高HER性能。

DOI: 10.1016/j.jcis.2021.03.097


2. Adv. Electron. Mater.:同轴静电纺丝制备可拉伸透明核-壳聚合物纳米纤维及其在光电晶体管中的应用

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➣本研究采用同轴静电纺丝技术制备了可拉伸核-壳聚合物纳米纤维(NFs)。


➣可拉伸核-壳NFs由可拉伸核和半导体壳组成,在外部应变下可提供机械强度和优越的电性能。


➣可拉伸核壳NF基晶体管在高达30%的机械应变下显示出很高的工作稳定性。此外,使用核-壳NFs和可拉伸导体制成的可完全拉伸有机场效应晶体管表现出稳定的运行和较高的光学透明性。


➣在585nm波长的光照下,核壳NFs还具有出色的光电性能,包括最大光响应度(R)为84.2 A W-1,外部量子效率(EQE)为178.6%。

DOI: 10.1002/aelm.202001000


3. J. Appl. Polym. Sci.:熔融同轴静电纺丝制备高强度可逆热致变色核壳纳米纤维

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➣具有能量储存和转化潜力的相变材料(PCM)引起了人们的广泛关注,尤其是在热能储存领域。但是,PCMs的不稳定性和易泄漏性限制了其广泛应用。


➣浙江理工大学张明采用熔融同轴静电纺丝法制备了以1-十四醇(TD)为核,聚偏氟乙烯(PVDF)为壳的核-壳纤维,并对其进行了改进,使纤维具有可逆热致变色的功能。


➣通过调节壳溶液的浓度和核溶液的流速,当聚合物浓度为24wt%,核进料速度为0.4ml/h时,可制备出高强度可逆热致变色纤维。


➣加热时其颜色可以从蓝色变为白色,转变温度约为38℃。100次热循环试验表明,该纤维具有很强的热稳定性和热致变色性能。

DOI: 10.1002/app.50465


4. J. Hazard. Mater.:CeO2@Co3O4纳米纤维催化剂的制备及其对丙烷的催化氧化性能研究

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➣福建师范大学罗永晋&陈庆华通过多流体同轴静电纺丝法制备了一种一维(1D)核壳结构Co-Ce氧化物,并评估了该氧化物对丙烷(C3H8)完全氧化的催化性能。


➣以CeO2为核、Co3O4为壳的CeO2@Co3O4纳米纤维催化剂具有优异的氧化活性。在纤维外部生长的Co3O4可以与C3H8快速反应,而内部具有高储氧能力的CeO2则有助于提高氧化速率。


➣CeO2@Co3O4催化剂在300℃和400℃的温度下均显示出优异的热稳定性,并且对5vol%H2O和5vol%CO2具有较强的抵抗力。

DOI:10.1016/j.jhazmat.2020.124695


5. Electrochim. Acta:Co2P/Co2@CNF-DNA的制备及其在析氧反应中的应用

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➣广州大学王家海通过静电纺丝技术和随后的煅烧工艺制备了嵌入氮掺杂碳纳米纤维的Co2P/Co2N核壳纳米结构(Co2P/Co2@CNF-DNA(C)),用于析氧反应,其中以DNA为模板和磷源。


➣核-壳纳米结构中Co2P和Co2N之间的协同相互作用优化了电子相互作用,从而降低了能垒。


➣DNA的结合作用降低了电荷转移电阻,提高了所得材料的稳定性,DNA的碱基序列对电催化性能也存在着显著影响。


➣多孔导电碳纳米纤维基体提供了更多的反应位点暴露,从而增强了电解质的渗透性并促进了O2气泡的释放。

DOI:10.1016/j.electacta.2020.137562


6. Eur. Polym. J.:同轴和乳液静电纺丝制备透明质酸和角蛋白负载纳米纤维,用于伤口愈合

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➣采用乳液和同轴静电纺丝法分别制备了基于透明质酸(HA)和角蛋白(KR)负载聚(ε-己内酯)/聚环氧乙烷的新型复合材料。


➣通过乳液法制备的光滑无珠纤维的直径为纳米级(亚微米),而同轴法制备的纤维的直径为微米级。研究表明,静电纺丝技术可将疏水性和亲水性聚合物有利地组合在一起。


➣体外研究显示,纺制的垫子没有任何细胞毒性作用,掺入纤维结构的HA和KR协同提高了细胞活性和细胞增殖。


➣研究表明,通过乳液法和同轴法制备的含HA和KR的电纺纤维可有效促进伤口愈合。

DOI:10.1016/j.eurpolymj.2020.110158


7. ACS Macro Lett.:通过生物正交分层组装的核-壳微纤维

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➣本文介绍了一种生物医用核壳微纤维的新型构建技术。首先,通过静电纺丝制备了纤维状支架,然后基于s-四嗪(Tz)和反式环辛烯(TCO)之间的快速生物正交反应进行共价逐层沉积。对电纺聚(ε-己内酯)(PCL)支架进行表面修饰以安装四嗪基团。


➣将支架反复浸入TCO修饰透明质酸(HA-TCO)和四嗪修饰透明质酸(HA-Tz)的水溶液中,以控制单微纤维周围交联的HA凝胶的生长。使用TCO偶联RGD肽将整联蛋白结合基序共价附着到微纤维的表面。


➣该支架促进了猪原声带成纤维细胞的附着和生长,但对成肌纤维细胞的表型没有明显诱导作用。

DOI:10.1021/acsmacrolett.0c00515

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