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。

13. Small：超薄氢氧化锆纳米片自组装纳米纤维膜用于快速降解化学战剂

➣东华大学丁彬/斯阳报道了在纳米纤维上直接生长具有超薄和弯曲结构、垂直排列的氢氧化锆(Zr(OH)4)纳米片的表面限制策略。

➣Zr(OH)4纳米片组装的纳米纤维膜(NANMs)对模拟神经药物甲基膦酸二甲酯具有优异的催化性能，其半衰期为4 min。

➣所制备的NANM 具有良好的透气性、优异的柔韧性和超过 100 万次屈曲载荷的强大抗疲劳性等综合特性。

➣该方法为化学防护材料，特别是气体过滤器、防护服和服装，制造新型纳米片支撑膜提供了一种新途径。

DOI: 10.1002/smll.202101639

14. Adv. Funct. Mater.：具有梯度弯曲-回弹特性的柔性氧化物陶瓷纳米纤维的制备

➣TiO2陶瓷晶体纳米纤维(NFs)和碳纳米纤维都具有优异的柔韧性，其中前者具有可打结性，后者具有优异的弯曲回弹性。

➣东华大学丁彬/闫建华通过制备具有两种成分的复合NFs揭示了不同的弯曲机制，发现碳NFs在释放外力后可以恢复到原始状态，而弯曲回弹性减弱，复合NFs的柔性增强。

➣石墨化碳可以存储机械变形能，使NFs具有弯曲弹性，而TiO2晶体之间的均匀界面和TiO2与碳之间的非均匀界面都可以缓解应力集中，从而降低复合NFs的弯曲模量。

DOI: 10.1002/adfm.202103989

15. Chem. Eng. J.：乳液静电纺环保水性聚氨酯纳米纤维膜用于防水透气纺织品

➣东华大学丁彬/张世超利用水性乳液静电纺丝技术结合加热处理，制造具有高防水和透气性的环保型水性聚氨酯纳米纤维膜。

➣采用乳液静电纺丝技术，通过原位掺杂水基氟聚合物和氮丙啶交联剂，结合热处理工艺，制备了小孔径、高孔隙率的水性聚氨酯纳米纤维膜疏水通道。

➣所制备的环保型纳米纤维膜具有良好的静水压力(74.3 kPa)、透气性为9.3 mm s−1、水蒸气透过率为12.8 kg m−2 d−1和67.4%的高弹性，可在恶劣环境中提供高水平的人身保护和舒适的微气候。

DOI: 10.1016/j.cej.2021.130925

16. ACS Nano：芦苇叶启发二氧化硅纳米纤维气凝胶与平行排列的容器耐盐太阳能淡化

➣受芦苇叶片维管组织结构、蒸发和防污功能的启发，武汉大学邓红兵教授和东华大学丁彬教授设计了具有平行排列容器和疏水表面的仿生层次纳米纤维气凝胶，用于高效和耐盐的太阳能脱盐。

➣可折叠的血管壁和柔性二氧化硅纳米纤维赋予了芦苇叶型纳米纤维气凝胶(R-NFAs)卓越的力学性能，并使其能够承受反复压缩。

➣R-NFAs 可以有效地吸收阳光（光吸收效率：94.8%）并将盐水蒸发成蒸汽，类似于芦苇叶。

➣通过疏水表面和平行排列的容器，R-NFAs可以在高浓度盐水(饱和，26.3% wt %)和高强度光照(高达6个太阳)下稳定工作，显示出强大的耐盐性。

DOI: 10.1021/acsnano.1c04035

17. Adv. Funct. Mater.：原位合成高机械强度、高灵敏多重传感、纳米纤维增强的透明水凝胶

➣东华大学丁彬/张世超提出了一种原位合成策略，用于开发具有强大机械和电子性能的生物启发化学合成二氧化硅-纳米纤维增强水凝胶(SFRH)。

➣在分散良好的SiO2纳米纤维和乙烯基硅烷存在下，由丙烯酰胺单体合成软水凝胶基质，产生具有创新界面化学键的均质SFRH。

➣SFRHs表现出优异的机械性能，在1400%断裂应变下的0.3 MPa的高机械强度，0.11 MPa的高杨氏模量(与人体皮肤相当)以及1000次拉伸循环的超弹性而无塑性变形，同时保持了高透光率( ≥83%)。

➣SFRHs表现出增强的离子电导率(3.93 S m-1)，并可以高灵敏度(2.67的规格系数)和超耐用性(10000次循环)监测多种刺激。 

DOI: 10.1002/adfm.202103117

18. Compos. Commun.：可有效保温且具有光热转换功能的超轻超弹性纤维海绵的构建及应用

➣东华大学丁彬/张世超通过将包含碳化锆纳米颗粒（ZrC NPs）的纤维组装成三维（3D）构型，并通过湿度诱导静电纺丝和热交联技术在纤维中构建半互穿聚合物网络（semi-IPNs），从而获得了一种用作新型保暖材料的超轻、超弹性纤维海绵。

➣合成的海绵纤维（PCFS-12）具有很高的保温性能（约25.2mW/m/K）和有效的光热转换性能，在日光照射下PCFS-12的温度可提高至70.3℃。

➣此外，PCFS-12显示出2.8mg/cm3的较低密度、低温超弹性、1000次压缩后的较小塑性变形，以及良好的疏水性（WCA=132°）。本研究为开发高性能的保暖材料提供了一条新的途径。

DOI: 10.1016/j.coco.2021.100766

19. ACS Appl. Mater. Interfaces：基于半互穿聚合物网络构建超轻、机械坚固的保温纤维海绵

➣东华大学丁彬/张世超采用湿度诱导静电纺丝技术制备了具有立体纤维网络的蓬松纤维组件，然后加热以在纤维内创建半互穿聚合物网络（semi-IPN），以获得纤维海绵（FSs）。

➣基于半互穿聚合物网络的FSs（semi-IPN FSs）具有高拉伸应力（为1MPa）、良好的抗疲劳性（1000次循环拉伸或压缩试验后塑性变形约为0％）以及在液氮（-196℃）中的无损回弹性。

➣semi-IPN FSs具有低至约2.2mg/cm3的体积密度、有效的保温能力（低热导率约为25.8mW/m/K）以及所需的防水性和透气性。

➣semi-IPN FSs的成功合成为开发具有较强力学性能的高性能材料提供了理论依据。

DOI: 10.1021/acsami.1c03658

20. Small：可见光驱动自供氢型纳米纤维在个人防护设备中的应用

➣东华大学丁彬/斯阳开发一种兼具有效抗菌和抗病毒活性的绿色纳米纤维，可通过连续产生活性氧（ROS）提供可持续的生物保护。

➣该设计的优势在于纳米纤维可以吸收和存储可见光能，并在明亮或黑暗的环境下保持活性。在没有外部氢供体的情况下，纳米纤维可以不间断地释放ROS，在所有天气条件下都可用作抗微生物剂。

➣本研究还提出了一种简便的喷涂方法，可以快速地将功能性纳米纤维部署到现有的防护服和口罩等PPE上。

➣经修饰的PPE具有稳定的ROS生成、极好的储存活性潜力、长期耐用性及较高的杀灭细菌（>99.9％）和病毒的能力（>99.999％）。

DOI: 10.1002/smll.202100139

21. Nano Lett.：富缺陷多孔碳纳米纤维上双金属氟化物异质结的简易合成及其在ORR中的应用

➣东华大学闫建华/丁彬报告了一种高效的双金属铜和氟化钴异质结ORR催化剂，它们均匀分散在氮-氟-氧三重掺杂的分层大-中-微孔碳纳米纤维（PCNFs）中。

➣以水为溶剂，采用简便且绿色的静电纺丝法制备了该复合催化剂材料。使用聚四氟乙烯作为致孔剂，以在电纺杂化纳米纤维中锚定正电荷铜和钴盐，煅烧后直接在PCNFs中形成双金属氟化物异质结。

➣分层多孔结构提供了一种有效的物质传输途径，而双金属氟化物则暴露出丰富的电活性位点，这两者都能产生稳定的ORR活性，半波电位高达0.84V。

➣本研究为非贵金属催化剂的制备提供了一种可行的策略。

DOI:  10.1021/acs.nanolett.1c00242

22. Adv. Mater.：智能固态电解质膜改善固态锂金属电池性能

➣东华大学闫建华/丁彬教授报道了一种由砖和砂浆激发的智能电解质膜，具有良好的相容性和自适应性，可以控制活性锂金属阳极的界面动力学，形成持久稳定的界面。

➣通过流延法将聚合物电解质砂浆(LiN(SO2CF3)2，Li6.75La3Zr1.75Al0.25O12纳米颗粒[LLZO NPs])和聚偏氟乙烯与聚四氟乙烯(PVDF-b-PTFE)的嵌段共聚物)制成具有多孔且坚韧的混合导体Li0.33La0.56TiO3-x(LLTO)纳米纤维薄膜。

➣该电解质具有5.3V的宽电化学窗口、高锂离子转移数(0.58)和1.38×10−4 S cm-1的室温离子电导率。此外，高粘度、高弹性应变（600%）的砂浆对固态电解质(SSE)具有较好的支持作用。

DOI: 10.1002/adma.202008084

23.  Adv. Funct. Mater.：一种用于高效个人干燥和冷却的仿生蒸腾纺织品

➣东华大学丁彬/王先锋提出了一种基于维管植物层次互联网络的仿生蒸腾织物，可实现高效的个人干燥和冷却。

➣理想的单向水分输送指数(1072%)，快速水分蒸发率(0.36 gh−1)，以及良好的贯穿平面(0.182 W m−1 K−1)和面内(1.137 W m−1 K−1)导热系数。

➣基于优化后的性能，提出并计算了合理的机理，为深入了解分层互联网络中的水传输和热传递提供了思路，为开发多功能干燥和冷却纺织品提供了前景。

DOI: 10.1002/adfm.202008705

24. ACS Nano：柔性BaTiO3陶瓷纳米纤维膜机电耦合效应对锂枝晶生长的动态调控

➣东华大学闫建华/丁彬报道了一种具有优良铁电性和压电性的软钛酸钡陶瓷纳米纤维薄膜，它能使锂金属的致密沉积横向化。

➣在镀锂过程中，强铁电性降低了负极附近的锂离子浓度梯度，从而有利于其均匀沉积。一旦受到锂沉积的挤压，钛酸钡薄膜就会产生瞬时压电效应，从而使随后的锂沉积由垂直向横向动态转变。

➣Li-Cu电池在200多个循环中表现出可逆的电镀-剥离过程，库仑效率高于98.3％。

➣当与高压LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极配对时，即使在正极负载高达7.2mg/cm2、贫电解液量为7μL/mg等具有挑战性的条件下，LMBs也能在300次循环中保持80％以上的容量而不会形成枝晶。

DOI:10.1021/acsnano.0c09745