导语

本文梳理了2022年5-7月发表在《Nature Communications》（IF 17.694）期刊中关于纳米纤维在人造皮肤、气凝胶、催化剂等方面的最新研究进展，供大家了解学习，希望给你的科研带来创新想法。

1、东华大学武培怡教授：自愈合弹性纳米网增韧的抗疲劳人造离子皮肤2022.7.29

➣挑战：开发类似皮肤的鲁棒传感材料对于未来的人机界面和软机器人非常重要，但是，在自愈性和抗疲劳性之间取得平衡是一项具有挑战性的难题。

➣方法：东华大学武培怡&孙胜童研究团队模拟真实皮肤的自愈合纳米纤维复合结构，将静电纺高模量自愈合聚氨酯纳米纤维网与另一自愈合低模量离子导电基质进行复合，获得新型人造离子皮肤。

➣创新点1：开发了一种具有极高耐疲劳性能（疲劳阈值，Γ0 ~2,950 J m^-2）的新型自愈合离子皮肤材料，同时具有皮肤般的自愈性、柔软性(模量约为1.8 MPa)、拉伸性(680%)和应变强化响应(强化至67.5 MPa)。

➣创新点2：离子基质的离子电导率对湿度高度敏感，应变传感灵敏度高达66.8，比之前报道的都高！该人造离子皮肤突出的传感/机械特性（感觉、柔软性、拉伸性、自我修复、应变硬化、抗疲劳）甚至超过人类皮肤。此外，混合离子皮肤具有透明、抗冻、环境稳定和粘性，进一步赋予其在各种传感场景中的应用潜力。

https://doi.org/10.1038/s41467-022-32140-3

2、香港大学徐立之教授团队：具有复合聚合物纳米纤维超连接网络的超强多功能气凝胶 2022.7.22

➣挑战：三维 (3D) 微纤维网络是各种天然组织和合成气凝胶的重要结构设计。尽管研究者付出了巨大的努力，但是合成具有高机械性能的3D 微纤维网络仍具有挑战性。

➣方法：香港大学徐立之教授团队通过自组装方法制备了三维网络的芳纶纳米纤维复合材料的超强聚合物气凝胶。纳米组分之间的相互作用导致纤维之间具有高节点连通性和强交联的组装网络。

➣创新点1：聚合物气凝胶实现了~625.3 MPa cm³ g^-1的高比拉伸模量和~4700 J m^-2的断裂能，这对于各种结构应用都是有利的。

➣创新点2：简单的加工技术可以制造成多种功能设备，例如可穿戴电子设备、热隐身和过滤膜。这些坚固的微纤维气凝胶提供的机械洞察力和可制造性可能为材料设计和技术创新创造更多机会。

https://doi.org/10.1038/s41467-022-31957-2

3、江南大学朱罕团队：静电纺丝法构筑高熵合金催化剂2022.5.13

➣挑战：作为一种多位点电催化剂，高熵合金纳米材料的开发更有利于打破线性限制关系，实现不同反应物/中间体的选择性吸附，从而在复杂电化学反应的应用中显示出巨大优势。受限于高熵合金构型的复杂性，对其活性位点的识别及电催化机理的理解并不深入。

➣方法：江南大学朱罕副研究员等人利用静电纺丝技术在碳纳米纤维中设计合成具有各种不同中间体吸附物种能力催化活性位点的FeCoNiXRu (X: Cu, Cr, Mn)高熵合金材料。

➣创新点1：发现高熵合金材料中不同电负性的元素导致显著的电荷重新分布，而且高熵合金中形成具有能够同时稳定OH*和H*两种中间体的Co、Ru催化位点，因此显著改善了碱性电解液分解水性能。

➣创新点2：FeCoNiMnRu/CNFs在1.0 M KOH中显示出优异的电催化性能，HER和OER达到100 mA cm^-2所需的过电位仅为71 mV和308 mV，全解水达到100 mA cm^-2所需的槽电压仅为1.65 V。另外，在碱性介质中显示出卓越的稳定性。

https://doi.org/10.1038/s41467-022-30379-4

4、东华大学丁彬教授团队：3D反应静电纺丝直接制备交织卷曲陶瓷纳米纤维气凝胶 2022.5.12

➣挑战：由于其超低密度、高孔隙率和多功能性，陶瓷气凝胶具有广泛的应用前景，但在极端环境中使用时，受限于机械性能和热稳定性之间的典型权衡关系。

➣方法：东华大学丁彬教授和斯阳研究员展示了一种电流体动力学方法，采用三维反应静电纺丝直接制备了具有交织卷曲纳米纤维结构的陶瓷纳米纤维气凝胶。

➣创新点1：3D交织卷曲纳米纤维陶瓷气凝胶(ICCAs)在不断裂的情况下从原始形态拉伸到100%的拉伸应变，同时在超过40%的拉伸应变、60%的压缩应变或90%的屈曲应变的大变形下表现出优异的恢复性能，以及100,000次循环的抗疲劳能力。

➣创新点2：在-196 ~ 1400℃温度范围内具有优异的热稳定性，在1300℃下煅烧1 h后仍具有可重复拉伸性能。该方法还可制备长170 cm、宽130 cm、高12 cm的大型纳米纤维气凝胶。

https://doi.org/10.1038/s41467-022-30435-z