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《Advanced Materials》期刊2022年1-4月关于“静电纺丝”的重要研究
2022/6/30 13:40:44 易丝帮


本文梳理了7篇近期发表在期刊《Advanced Materials》中关于静电纺丝的重要研究论文,主要包括静电纺丝在抗菌材料、传感器、纳米发电机、催化剂等方面的最新应用进展,供大家了解学习,希望给你的科研带来创新想法。

 

1、北京大学口腔医院卫彦教授团队:静电纺新型牙嵌体抗菌材料用于牙齿修复

 

 

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静电纺丝DNA-DDAB复合物使矿化模板具有高密度的磷酸盐堆积和较大的比表面积,为HAP矿物提供了大量的成核位点。

 

DNA模板在宏观尺度上实现了一维和二维HAP矿物的生长。所制备的DNA-HAP复合材料的杨氏模量约为25 GPa,优于大多数人工HAP材料。

 

复合材料产生的韧性也使它们具有柔性,可以进行加工。因此,利用该材料制备了一种新型的牙嵌体DNA-HAP

 

此外,包覆的DDAB季铵盐基团使口腔修复材料具有持久的、局部的抗菌活性。

DOI: 10.1002/adma.202202180

 

2、西北工业大学黄维院士等人:超高机械强度且可拉伸的纤维传感器用于可穿戴智能医疗

 

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研发团队巧妙地利用外层与内芯力学性能耦合的策略,采用静电纺丝的方法从合成的PU溶液中构建纳米纤维,纳米纤维的直径为20 nm ~ 1 μm

 

将高强度、高弹性的新型聚氨酯(PU)作为导电纤维传感器的内芯,极大的增强了纤维应变传感器的力学性能。

 

纤维具有29.8 MPa的强拉伸强度和≈800%的大拉伸能力,实现了同时具备高力学强度和优异拉伸性能的柔性纤维传感器,解决了机械性能与拉伸性能难以兼容的难题。

 

此外,还利用静电纺丝技术实现了不同直径纤维传感器的可控制备,并通过微纤维网络结构以及封装层的共同作用,极大的降低了纤维传感器的恢复迟滞性。

DOI: 10.1002/adma.202107511

 

3、上海交通大学医学院崔文国教授:基于生物材料的对冲免疫策略用于无瘢痕肌腱愈合

 

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本文报道了一种基于对冲免疫策略的微纤维膜,通过将硬脂酰磷酸乙醇胺层支撑的共聚物(乳酸/乙醇酸)静电纺丝纤维与识别出的CD11b+/CD68+瘢痕亚群膜在肌腱损伤后的免疫结构中固定,以抵消组织损伤。

 

携带相关风险受体的Him-MFM可改变高I型偏极化,减轻细胞凋亡和代谢应激,减轻炎症性肌腱细胞反应。

 

限制免疫策略能够将受损肌腱鞘对固有IL-33分泌表型的屏障逆转4.36倍,并启动mucous-IL-33-Th2轴,直接为鞘干细胞增殖提供一个再生生态位。

 

实验在小鼠屈肌腱损伤模型中发现,包裹Him-MFM可以减轻其病理反应,保护原位腱细胞,并恢复被基底膜覆盖的分层排列的胶原纤维,其在结构和功能上与成熟肌腱相似。

DOI: 10.1002/adma.202200789

 

4、新加坡南洋理工大学Pooi See Lee:用于能量收集的可拉伸、透气和稳定的无铅钙钛矿/聚合物纳米纤维复合材料

 

 

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 通过静电纺无铅钙钛矿/(偏氟乙烯-共六氟丙烯)(PVDF-HFP)和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)制备了一种可拉伸、透气、稳定的纳米纤维复合材料(LPPS-NFC)

 

 Cs3Bi2Br9钙钛矿作为高效的电子受体和聚合物链结晶的局部成核剂,从而增强了LPPS-NFC中的电子捕获能力和极性晶相。Cs3Bi2Br9PVDF-HFP之间良好的能级匹配提高了电子转移效率,减少了电荷损失,从而促进了电子捕获过程。

 

这种基于 LPPS-NFC 的能量收集器显示出出色的电输出(400 V1.63 µA cm-2  2.34 W m-2),创下了基于卤化物-钙钛矿的纳米发电机的输出电压记录。

 

LPPS-NFC 的能量收集器还可承受极端的机械变形(洗涤、折叠和起皱)而不会降低性能,并保持长达 5 个月的稳定电力输出,展示了它们用作智能纺织品和可穿戴电源的巨大潜力。

DOI: 10.1002/adma.202200042

 

5、伦敦大学学院宋文辉教授等人:生物基弹性体纳米纤维引导光基因控制的人类 iPSC衍生的骨骼肌纤维

 

 

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本文介绍了一种新型生物基纳米混合弹性体的合成和表征,该弹性体被静电纺成排列整齐的纳米纤维片,以模拟骨骼肌细胞外基质。

 

聚合物表现出与天然骨骼肌相匹配的超弹性(≈11-50 kPa),其极限应变≈1000%,弹性模量≈25 kPa。单轴排列的纳米纤维引导成肌细胞排列,促进肌节形成,促进肌管融合增加≈32%,肌纤维成熟增加≈50%

 

与传统培养方法相比,蓝光激活时,肌纤维-纳米纤维杂交结构保持更高的收缩速度(>200%)和比力(>280%)。工程制备的肌纤维功率密度≈35 W m−3

DOI: 10.1002/adma.202110441

 

6、东华大学丁彬&闫建华:柔性介孔黑色 Nb2O5 纳米纤维薄膜用于可见光驱动的光催化

 

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本文报道了一种简便的纳米纤维合成方法和一种新的缺陷控制策略,用于在室温下制备具有丰富氧空位和不饱和Nb双位的柔性介孔黑Nb2O5纳米纤维催化剂,该催化剂可以有效地光催化生成CH4

 

氧空位使Nb2O5的禁带宽度从3.01-2.25 eV减小,光吸收范围从紫外光扩大到可见光,孔中的双位点容易吸附CO2,使CO*的中间产物自发地转变为*CHO

 

在双位点形成的高度稳定的NbCHO*中间体被是决定选择性的关键特征。初步结果表明,在不使用牺牲剂和光敏剂的情况下,纳米纤维催化剂在可见光下生成CH4的选择性达到64.8%释放速率达到19.5 mol g−1 h−1

 

此外,柔性催化剂膜可直接用于设备,具有广泛的商业应用前景。

DOI: 10.1002/adma.202200756

 

7、韩国科学技术研究院Il-Doo Kim:氧化物/ZIF-8 混合纳米纤维纱线:提高表面活性以实现出色的化学电阻传感

 

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在超高密度纳米纤维纱线上引入了独特的双结构非均相层,即由共形纳米孔气体过滤器覆盖的纳米氧化物,并在超高密度纳米纤维纱线上沉积了氧化铟锡(ITO)以及随后的分子筛咪唑骨架(ZIF-8)纳米晶的自组装。

 

ZIF-8包覆的ITO薄膜制成的纳米纤维纱线具有较高的孔隙率、较大的比表面积和对干扰气体的有效屏蔽,在常温下具有较高的表面活性。

 

这种杂化传感器表现出显著的传感性能,其特征是具有高的NO选择性、快速的响应/恢复动力学(提高60倍以上)和大的响应(提高12.8@1ppm),特别是在高湿度条件下。

 

➣NOO2上对ITO表面的穿透率增加,表明NO的氧化得到了可靠的阻止,而ZIF-8提供的二次吸附中心促进了NOITO上的吸附/脱附。

DOI: 10.1002/adma.202105869

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