丁 彬
东华大学教授、博士生导师、教育部长江学者特聘教授、东华大学纺织科技创新中心副主任
丁彬教授长期从事功能微纳米纤维纺织材料研究，在微纳米纤维材料成型理论、结构设计及技术应用方面取得了一系列进展。
主要致力于过滤分离用纳米纤维材料，柔性无机纳米纤维材料，纳米纤维气凝胶材料以及纤维基柔性能源材料的研究。
易丝帮编辑部总结了丁彬教授课题组2021年部分研究成果，供大家交流学习。
1.ACS Nano：高透明纳米纤维膜作为高效去除PM0.3的透明口罩
➣东华大学丁彬/王先锋报告了一种简单而有效的拓扑结构的设计和开发，以创建多孔、透气、高透明的纳米纤维膜(HLTFMs)。
➣合成的HLTFMs具有良好的光学性能(透光率高达90%)和高孔隙率(>80%)。
➣通过电场模拟揭示了这种有用的高透光性结构的形成，并提出了纤维膜结构实现高透光性的机理。
➣为了满足人脸识别系统的需求，我们还制作了透明面罩来评估其过滤性能并分析其可行性。制备的滤膜透明度高(>80%)，压降低(<100 Pa)，过滤效率高(>90%)。
DOI: 10.1021/acsnano.1c09055
2. ACS Appl. Mater. Interfaces ：用于高效保暖的超弹性和阻燃纳米/微纤维海绵
➣东华大学张世超/丁彬教授通过直接静电纺丝制备具有超弹性、强阻燃和有效保温性能的纳米/微纤维海绵。
➣通过对相对湿度的精确调节，构造出低体积密度、高孔隙度的三维蓬松海绵。
➣创造性地引入具有高极限氧指数(LOI)的机械鲁棒性聚酰胺亚胺纳米纤维，以提高纳米/微纤维海绵的结构稳定性和可燃性。
➣开发的纳米/微纤维海绵具有质量轻（6.9 mg cm-3）、超弹性（100 次压缩试验后塑性变形约为 0%）、有效阻燃性（LOI 为 26.2%）和良好的保暖性能（热导率） 24.6 mW m–1 K–1）。
DOI: 10.1021/acsami.1c19850
3. Chem. Eng. J.：具有弹性和高抗疲劳性的 ZrO2-SiO2 纳米纤维气凝胶
➣东华大学丁彬/俞建勇/斯阳通过将柔性的ZrO2-SiO2纳米纤维组装成蓬松的片状拱形多孔结构，实现了具有优异弹性和高抗疲劳性能的陶瓷纳米纤维气凝胶。
➣所制备的ZrO2-SiO2纳米纤维气凝胶能够快速从90%的应变中恢复，并表现出950 kPa(90%应变)的高压缩强度和温度不变超弹性(−196 ~ 1100℃)。
➣该气凝胶具有较低的能量损失系数(0.28)和较高的抗疲劳性能，在1000次压缩和释放循环后的塑性变形为零。
➣其低导热系数(0.0268 W m-1 K-1)和良好的高温隔热性能使其成为恶劣条件下理想的隔热材料。
DOI: 10.1016/j.cej.2021.133628
4. Nat. Commun.：突破传统的高效降噪柔性陶瓷纳米纤维海绵
➣东华大学俞建勇院士/丁彬/张世超通过结合定向冷冻干燥技术和抗坏血酸还原方法，构建了具有分层缠结石墨烯网络结构的柔性陶瓷纳米纤维海绵(FCNSs)。
➣由于由柔性SiO2纳米纤维（SNFs）和还原氧化石墨烯（rGO）组成的独特的分层纠缠结构，获得的FCNSs具有超低体积密度（2 mg cm-3）、温度不变的超弹性和良好的弯曲性。
➣FCNS 显示出增强的宽带噪声吸收性能（63-6300 Hz 下的降噪系数为 0.56）和轻质特性（9.3 mg cm-3），以及在 –100 °C到 500 °C 的温度范围内具有高稳定性。
DOI: 10.1038/s41467-021-26890-9
5. Adv. Funct. Mater. ：静电纺成功开发径向纳米纤维补片用于伤口管理
➣东华大学俞建勇/丁彬/李晓然等研究团队受睡莲科植物王莲径向分支结构启发，提出了一种可编程的策略来构建径向组装的纳米纤维补片。
➣该结构具有快速部署特性、强大的抗破裂承载能力，可促进其在四肢运动的关节创伤中的应用。
➣由于基质金属蛋白酶MMP-9触发GelMA涂层降解，该补片将在炎症微环境中被赋予“按需”抗炎药物递送，而基质细胞衍生因子（SDF1α）“中心-外周” 梯度变化可刺激MSC向病变部位募集。
DOI: 10.1002/adfm.202109833
6. J. Mater. Chem. A ：用于隔热的超高强度，抗剪切，高弹性层状结构的陶瓷纳米纤维气凝胶
➣东华大学丁彬/斯阳团队通过将二氧化硅纳米纤维与铝硼硅酸盐 (AlBSi) 基质相结合，设计具有超高机械强度、优异的抗剪切性、高弹性和良好的耐火性的新型层状结构陶瓷纳米纤维气凝胶。
➣SiO 2纳米纤维气凝胶（SNFA）具有60%压缩应变快速恢复、60%压缩应变超过160kPa的超高强度、20%可恢复应变时剪切强度高达21kPa、优异的抗压缩和剪切疲劳等综合性能，以及不受温度影响的不变的高弹性。
➣全陶瓷成分的特性赋予SNFA耐高温（最高温度可达1100°C）和隔热性能（25°C时的导热系数为0.0389 W m -1 K -1）。
DOI: 10.1039/d1ta08879c
7. Small Methods：受蜂窝启发制备超强吸湿纳米纤维网
➣东华大学丁彬/王先锋利用静电纺制备蛛丝状驼峰纳米纤维，并自组装成一种仿生、超柔、高弹性和坚韧的纳米纤维膜(NFM)为基础的集水器，该集水器具有高度有序的蜂巢式梯度网络结构。
➣所得 NFM 表现出超柔韧性、高拉伸强度 (2.9 MPa)、优异的弹性和良好的韧性 (3.39 MJ m -3)，使其可以用作吸湿材料的框架。
➣在95%相对湿度条件下，96小时内达到4.60 g g−1的超高平衡吸湿能力，吸湿和输湿速度快，耐久性好，实现微小水滴的定向输送和收集。
DOI: 10.1002/smtd.202101011
8. Nano Lett.：具有平行排列导管的纳米片状锆纤维气凝胶用于快速降解神经毒剂
➣东华大学丁彬/斯阳展示了一种可伸缩的三维空间限制合成策略来制造纳米薄片工程锆纤维气凝胶(NZFAs)。
➣该方法使立体的Zr(OH)4纳米片垂直、均匀地原位生长在相互连接的纤维骨架上，显著扩大了表面积，并为CWA催化提供了丰富的活性位点。
➣合成的NZFAs具有超低密度(> . 0.37 mg cm-3)、90%应变下的形状记忆行为和40%应变下106次压缩循环下的抗疲劳性能。
➣其高透气性、突出的吸附性和可重复使用性使其成为最先进的化学防护材料。这项研究可能为开发下一代气凝胶催化剂及其他领域提供一条途径。
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03246
9. Adv. Mater.：丝绸般柔性氧化陶瓷纳米纤维可折千纸鹤
➣东华大学丁彬教授/闫建华团队受“魔尺拼图”启发，通过将球磨和弯曲牵拉策略与传统的溶胶-凝胶静电纺丝相结合，制作出具有类似砖和砂浆结构的高级柔性TiO2 NFs膜，可以折叠而不断裂。
➣球磨纺丝溶胶和静电纺丝前驱体弯曲牵拉可诱导TiO2晶粒有序组装(砖)，并在TiO2 NFs中形成长程有序孪晶界或非晶晶界(砂浆)。
➣单个TiO2 NF的弹性模量为≈20.8 GPa。力学试验表明，TiO2薄膜的模量为22 mN，但拉伸模量为30 MPa。
➣本研究报道的策略是可扩展的，其他陶瓷NF膜，如ZrO2 (46 mN, 51 MPa)和SiO2 (22 mN, 702.9 MPa)，也显示了传统陶瓷块不具备的显著柔性。
DOI: 10.1002/adma.202105011
10. Adv. Funct. Mater.：具有分层笼状结构的超柔韧纳米纤维气凝胶实现可再生抗菌空气过滤
➣东华大学丁彬/斯阳通过将电纺二氧化硅纳米纤维、细菌纤维素纳米纤维和疏水Si-O-Si弹性粘结剂结合，利用自底向上的方法构建具有可再生抗菌性能的笼状结构超柔性纳米纤维气凝胶(CSAs)。
➣所得气凝胶具有高孔隙率、疏水性、超弹性、可折叠性、可再生氯化能力 (>5400 ppm)。
➣对 PM0.3 具有高过滤性能 (>99.97%, 189 Pa) 、优异的抗菌和抗病毒活性 (6 log 5 分钟内减少），使气凝胶能够拦截和灭活空气中的致病污染物。
➣CSA的成功合成为设计用于公共卫生保护的高性能空气过滤材料提供了新的可能性。
DOI: 10.1002/adfm.202107223
11. Nano Lett.：多生物启发和多结构集成图案化纳米纤维表面，用于自发和高效的雾气收集
➣东华大学丁彬/王先锋从纳米布沙漠甲虫、蜂巢和猪笼草的独特微结构和功能中学习，提出一种多生物启发的图案雾收集器，具有亲水的纳米纤维和疏水的光滑基材，用于自发和高效的收集雾。
➣亲水性纳米纤维凸起显示出由电纺纳米纤维自组装的蜂窝状蜂窝状网格结构，纳米纤维集雾器的集水效率为1111 mg cm-2 h-1。
➣亲水的纳米纤维颗粒增加了有效集雾面积，疏水的光滑基材促进收集的水向所需方向快速输送，减少了二次水分蒸发，最终实现了微小水滴的快速定向输送和高效集水。
DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02788
12. ACS Nano：纳米多孔工程海绵纤维分子筛实现精确的分子分离
➣东华大学丁彬/斯阳通过在分子水平上纳米空间受限的链堆积调节，创建具有分级、可定制和分子定义的纳米孔径的有趣的海绵纤维分子筛。
➣在海绵纤维宏观/介孔骨架中原位构建了二级超微孔(<7 Å)和微孔(<2 nm)，实现了孔径分布的可调。
➣所制备的PFMs具有超高比表面积(860 m2 g-1)、大孔容(0.6 cm3 g-1)、自立性能和优异的分子筛性能等综合性能，广泛应用于苯乙酮/苯乙醇分离、过氧化氢纯化、乙酸乙酯分离和CO2吸附等领域。
➣该材料的制备为大规模化工、能源和环境操作过程中用于分子分离的高分子纤维筛的设计和开发提供了一条可行的途径。
DOI: 10.1021/acsnano.1c04575
