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静电纺丝法制备新型多功能Janus 膜
2022/4/2 11:21:42 易丝帮

导语


Janus膜因其非对称结构或化学组成而赋予膜材料的某些独特和优异性能而受到广泛关注,成为膜材料和膜研究领域的新方向。本文梳理了近期静电纺Janus膜在能源电池、医用、过滤等方面最新研究进展,供大家了解学习。


1.  Small:具有双功能氧电催化剂的 Janus 中空纳米纤维用于可充电锌空气电池

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➣西北工业大学蒋建军团队等人通过改性纳米结构制备高性能的电催化剂,开发了一种同轴静电纺丝法,通过原位合成和炭化制备三维柔性的类Janus电催化剂。


➣由此得到的Janus纳米纤维具有独特的核壳中空纤维结构,其中N掺杂碳纳米带负载的NiFe合金电催化剂位于碳层的内壁,叶子状的Co-N纳米片固定在碳层的外壁。


➣该可充电锌空气电池具有1.44 V的大开路电压,高功率密度(130 mW cm−2)和能量密度(874 Wh kg−1)。本研究为合成和构建高性能双功能电催化剂提供了思路。


DOI:10.1002/smll.202200578


2.  Small:聚集渗出液的 Janus 电纺短纤维支架用于伤口愈合


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➣上海交通医学院崔文国教授团队受非对称润湿性的Janus结构荷叶的启发,通过静电纺丝技术和短纤维建模制备了Janus静电纺丝短纤维支架。


➣该支架由亲水的2D姜黄素电纺丝纤维和疏水的3D短纤维组成,通过层层组装和静电相互作用,通过亲水和疏水纤维之间的多个接触点,将伤口渗出物从疏水层抽吸到亲水层,从而聚集伤口渗出物。


➣同时触发上二维静电纺纤维中姜黄素的级联释放。三维高孔隙率疏水性短纤维与亲水二维静电纺纤维经自发泵复配后,在30 s内快速聚集渗出液。


➣Janus静电纺短纤维具有良好的生物相容性,姜黄素级联释放能显著促进成纤维细胞的增殖和迁移。

DOI: 10.1002/smll.202200799


3. ACS Appl. Mater. Interfaces:具有生物流体引流、监测和抗菌特性的Janus 电纺纳米纤维敷料用于伤口愈合


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➣吉林大学齐燕飞教授团队开发了一种多功能的静电纺纳米纤维敷料,该敷料可以抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),排出过多的生物液促进伤口愈合,同时监测伤口pH值。


➣多金属氧酸盐和苯唑西林(OXA)被包裹在疏水性聚乳酸(PLA)纳米纤维中以协同抑制MRSA。


➣将苯酚红(PSP)包埋在亲水性聚丙烯腈(PAN)纳米纤维中,原位灵敏地指示伤口的pH值。将PSP/PAN纳米纤维直接静电纺在OXA/P2W18/PLA纳米纤维层上形成Janus涂层。


➣通过利用两层之间的润湿性差异,多余的生物液可以从伤口排出。此外,Janus敷料具有良好的生物相容性,并通过其抗菌活性和皮肤修复功能加速伤口愈合。

 DOI: 10.1021/acsami.1c22629


4. ACS Nnao:环境友好的“油二极管”Janus膜用于油水分离


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➣城市水资源与水环境国家重点实验室成员、哈尔滨工业大学(威海)程喜全副教授团队提出一种铜网疏水改性加静电纺丝策略,该项策略在超疏水铜网上静电纺丝一层超亲水聚乳酸薄膜。


➣通过控制疏水改性的正十六硫醇浓度和静电纺丝时间,制备出环境友好的“油二极管”Janus膜,并对正辛烷油柱展现出12 kPa抗油柱压力和对含有表面活性剂的稳定的正辛烷油包水乳液展现出优异的分离性能。


➣所制备的膜对含有表面活性剂的稳定油包水乳液表现出优异的分离性能,渗透率约为 2993 L m-2 h-1 bar-1,分离效率高达99.6%。具有超高抗油压力的“油二极管”Janus膜在智能液体分离、各种油水乳液分离等领域有着广泛的应用。


DOI: 10.1021/acsnano.1c11388


5. Nano Lett.:分层设计的纺织品中Janus润湿性和热传导的集成用于全天个人辐射冷却


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➣东华大学丁彬教授,俞建勇教授,王先锋研究员报道了通过可扩展的静电纺丝方法,然后进行单面亲水等离子体处理,制备了具有Janus润湿性和热传导性的分级聚氨酯/氮化硅纤维膜(PU/Si3N4-FM)。


➣PU/Si3N4-FM辐射冷却纺织品集导热畅通、定向输水和蒸发性能于一体。与传统棉衣皮肤模拟器相比,PU/Si3N4-FM覆盖的皮肤模拟器在阳光直射下的温度下降了21.9 °C,夜间的温度下降了2.8 °C。


➣PU/Si3N4-FM覆盖的皮肤模拟器降温所需的最低出汗量为0.5 mL h−1,远低于典型活动者的出汗率。


DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03801


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