导语

本文梳理了2022年7-8月发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊中，7篇关于静电纺丝技术的重要研究，主要是在电磁波屏蔽、过滤、伤口敷料、传感器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、四川大学吴宏教授：镀银电纺热塑性聚氨酯纤维膜制备具有低反射、耐用性的电磁屏蔽复合薄膜

➣挑战：目前，高效低反射电磁干扰屏蔽材料在电子领域有着广泛的应用前景。然而，在外部机械变形或其他恶劣条件下实现长期耐用性仍然具有挑战性。

➣方法：四川大学吴宏教授和郭少云教授团队通过将碳纳米管和Fe₃O₄杂化填料（MFs）与聚二甲基硅氧烷(PDMS)喷涂在银修饰的静电纺热塑性聚氨酯纤维膜上，制备了具有低反射和优异耐用性的电磁屏蔽复合薄膜。

➣创新点1：该复合薄膜的导电率为361.0 S/cm, 电磁屏蔽效能高达85.4 dB，反射系数值低至 0.61，可有效降低电磁波的二次污染。

➣创新点2：即使经历5000次反复弯折测试或浸入强酸性、碱性溶液和有机溶剂超过6小时后，复合薄膜仍能保持优异的电磁屏蔽性能，确保了其在恶劣环境下的正常使用。

https://doi.org/10.1021/acsami.2c11971

2、香港城市大学胡金莲教授：由结构微珠和纳米纤维组成的荷叶式透气膜 

➣挑战：静电纺丝是一种可行的纳米材料制备技术。然而，制备微珠和细纳米纤维结构可控的纳米材料仍然是一个挑战，阻碍了静电纺丝产品的广泛应用。

➣方法：香港城市大学胡金莲教授大规模制备具有可调微串珠和纳米纤维膜的微/纳米结构，并在可控制备基础上进行定量分析，并对其性能进行系统评估。

➣创新点1：所获得的结构膜具有较高的水蒸气透过率(WVTR) > 17.5 kg/(m²天)，良好的透气性(AP) > 5 mL/s，高的水接触角(WCA)可达151°，以及623 mbar的高静水压。

➣创新点2：本文公开的科学技术可以提供一种可行的方法，不仅可以调整微/纳米结构纤维，还可以设计二次多层结构。相信该研究将有助于推动先进纤维膜和智能防护的多元化发展。

https://doi.org/10.1021/acsami.2c11251

3、中国科学技术大学赵刚教授：高性能可拉伸纳米纤维基电子器件 

➣挑战：高性能、多功能的可拉伸电子器件离不开大量的集成电路芯片（IC）。然而这些无机刚性ICs的引入往往降低器件延展性，同时刚性ICs与柔性基底之间的力学失配也会降低器件拉伸过程中的可靠性。

➣方法：中国科学技术大学赵刚课题组以静电纺热塑性聚氨酯（TPU）薄膜作为基底，模板印刷的液态金属（LM）电路作为柔性互联导体，然后使用PVA溶液将刚性的ICs固定在LM电路上，制备出包含刚性ICs的高性能可拉伸电子器件。

➣创新点1：本研究提出了一种从刚性（ICs）-高弹性模量（PVA胶）-低弹性模量（TPU纳米纤维膜）-液态（LM电路）的力学梯度方法，可以高效引导器件拉伸过程中的变形梯度，从而确保刚柔接口的稳定性。

➣创新点2：获得了安全、舒适且超级可拉伸（>900%）的高性能柔性电子器件，并且进一步验证了其在智能传感、人机交互和柔性显示等领域中的应用。https://doi.org/10.1021/acsami.2c10245

4、东华大学丁彬教授团队：用于海水淡化的环境友好型聚酰胺纳米纤维膜 

➣挑战：海水淡化是缓解淡水短缺的一个有前景的可持续解决方案；然而，现有的大多数脱盐膜都存在通道连通性差和有毒溶剂处理的问题，并面临脱盐和水通量的权衡难题。

➣方法：东华大学丁彬教授和张世超研究员报告了一种独特而简便的一步绿色溶剂/非溶剂纺丝方法，以组装环境友好的聚酰胺纳米纤维膜用于海水淡化。该膜具有精确设计的互联/稳定通道结构和表面抗润湿性。

➣创新点1：通过原位引入氟化化学物质，不经过任何后处理直接静电纺丝，可在聚酰胺膜内形成高度互联的双疏通道，而将非溶剂(双丙酮醇)引入聚酰胺/溶剂(乙醇)纺丝溶液，使绿色醇基聚酰胺膜具有稳定的键合结构和较小的孔径。

➣创新点2：合成的绿色溶剂/非溶剂纺聚酰胺纳米纤维膜显示良好的液体进入压力(120.5 kPa)和蒸汽渗透(12.5 kg m^-2 d^-1)，实现了强大的海水淡化性能，除盐率为99.97%，渗透通量为47.4 kg m^-2 h^-1。

https://doi.org/10.1021/acsami.2c12061

5、福州大学石贤爱教授：静电纺仿生非对称复合敷料促烧伤创面愈合

➣挑战：如何制备具有更高疏水性外层和更好促愈合功能的亲水内层仍然是非对称敷料构建所面临的重要挑战。

➣方法：福州大学石贤爱教授团队受皮肤结构和荷叶超疏水特性的启发，通过冷冻干燥制备胶原蛋白和季铵化壳聚糖海绵，再通过静电纺丝制备定向排列的聚（ε-己内酯）（PCL）/明胶纳米纤维亲水内层，和具有分层微-纳米结构的PCL/聚苯乙烯微球高疏水外层。

➣创新点1：排列整齐的纳米纤维内层能有效促进细胞粘附、增殖、定向细胞生长和迁移。同时，该海绵具有良好的吸水性和抗菌性能，仿生疏水外层表现出较强的机械性能和耐细菌粘附性。

➣创新点2：体内实验结果表明，复合敷料可减轻烧伤患者的炎症反应，预防感染，促进血管生成和上皮细胞再生，显著促进严重烧伤患者的愈合。因此，所提出的仿生不对称敷料有望成为严重烧伤创面愈合的新材料。

https://doi.org/10.1021/acsami.2c04323

6、浙江工商大学胡梦欣：静电纺纳米纤维膜加速益生菌生物膜的形成与富集

➣挑战：生物膜是地球上最古老、最成功、分布最广泛的微生物生命形式，甚至存在于极端环境中。目前，生物膜型益生菌被认为是最先进的第四代益生菌。然而，采用人工方式进行高效、大规模的生物膜富集非常困难。

➣方法：浙江工商大学胡梦欣在副干酪乳杆菌生物富集过程中，具有纳米级纤维的醋酸纤维素电纺纳米纤维膜比微米级纤维膜具有突出的优越性。

➣创新点1：无论微米级纤维的纤维材料具有何种化学组成和表界面性质，均不能形成高度富集的Lactobacillus paracasei生物膜，而静电纺醋酸纤维素纳米纤维材料则轻松促进了高度致密和富集的L. paracasei生物膜的形成。

➣创新点2：与具有相同化学成分的微米级醋酸纤维素纤维材料相比，静电纺醋酸纤维素纳米纤维材料在1天内即可实现生物膜的快速形成，而微米级醋酸纤维素纤维材料经过5天仅在纤维的表面形成薄层状生物膜。

https://doi.org/10.1021/acsami.2c04540

7、中国石油大学张冬至教授：瓜尔胶/乙基纤维素-聚乙烯吡咯烷酮复合基石英晶体微天平湿度传感器用于人体呼吸监测

➣背景：随着社会智能和设备集成的发展，对非接触式人体呼吸监测的研究需求不断增加。近年来，湿度法因其精度高、方便、可靠性强等优点在非接触式呼吸检测中尤为突出。

➣方法：中国石油大学张冬至教授采用静电纺丝技术制备乙基纤维素（EC）纳米纤维，瓜尔豆胶（GG）溶液采用水热法制备，最终制备了GG/ EC - PVP涂层的QCM湿度传感器。

➣创新点1：该GG/ EC - PVP涂层QCM传感器在较宽的相对湿度范围(0-97% RH)下具有高灵敏度(55.72 Hz/%RH)和低滞后(2.8% RH)，短的响应/恢复时间(26/2 s)，优异的选择性，良好的重复性和稳定性。

➣创新点2：亲水性基团和多孔结构的共同作用提高了湿敏性。GG/EC-PVP传感器具有良好的性能，可用于捕捉和测量不同人类基本情绪下的典型呼吸模式。

https://doi.org/10.1021/acsami.2c08434