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崔屹、丁彬、张莹莹、楼雄文等团队关于“纳米纤维”最新成果!
2022/9/28 13:41:53 易丝帮

导语

本期梳理了崔屹教授、丁彬教授、张莹莹教授、楼雄文教授等团队在2022年6-8月部分重要成果,主要介绍了5篇关于静电纺人造皮肤、气凝胶、纳米纤维微球等纳米纤维材料最新研究论文,供大家了解学习。

 

1、斯坦福大学崔屹教授Adv. Mater. ( IF 32.086):模拟人体排汗的人造皮肤

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➣挑战:排汗作为人体皮肤最重要的温度调节功能之一,越来越受到人们的关注,但如何实现理想的模拟排汗人工皮肤仍然是一个挑战。

 

➣方法:斯坦福大学崔屹教授在普通纤维纤芯材料的基础上,采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行梯度选择性表面改性,在底层通过静电纺亲水尼龙6纳米纤维构建了人工排汗皮肤(i-TRANS)。

 

➣创新点1:i-TRANS能够定向输送“汗液”,而不会捕获多余的水分,并在顶部表面实现均匀的汗滴“分泌”,很好地模拟了人类皮肤排汗的情况。


➣创新点2:这种模拟不仅为复制皮肤特性提供了新的见解,而且为出汗相关研究提供了合适的体外测试平台,极大地避免了来自“皮肤”层的不必要干扰。

https://doi.org/10.1002/adma.202204168

 

2、东华大学丁彬教授团队ACS Nano ( IF 18.027 ):用于高温吸收噪声的柔性陶瓷纳米纤维气凝胶

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➣挑战:航空噪声污染已经成为一个重大的公共卫生问题,特别是随着飞行速度和载重能力的不断提高。现有的航空吸声器存在重量大、高温稳定性弱、难以同时实现良好的低频(<1000 Hz)和高频(高达6000 Hz)吸声的致命缺陷。

 

➣方法:东华大学丁彬教授和张世超研究员报告了一种通过气泡辅助冷冻铸造技术来制造具有级联谐振腔的柔性陶瓷纳米纤维气凝胶的强大策略。

 

➣创新点1:柔性陶瓷纳米纤维、软蒙脱土纳米片和硅溶胶胶共同组装的稳定铰链谐振腔结构使气凝胶具有温度不变的压缩性(从−196℃到1100℃)和可弯曲性。

 

➣创新点2:级联谐振腔和互联纤维网络的综合优势使柔性陶瓷纳米纤维气凝胶具有不随温度变化的全频率噪声吸收性能(在63-6300 Hz时降噪系数高达0.66)。https://doi.org/10.1021/acsnano.2c06011

 

3、清华大学张莹莹&武汉纺织大学张强ACS Nano ( IF 18.027):静电喷雾制备仿生蚕丝纳米纤维微球用于多功能生物医学

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➣背景:纳米纤维组装微球在疾病治疗和组织工程方面引起了极大的兴趣。纳米尺度的蚕丝纳米纤维(SNFs)结合了天然蚕丝的高力学性能和再生蚕丝蛋白的多功能加工性能,可用于3D微器件。但是,其生物医学应用尚未开发。

 

➣方法:清华大学张莹莹教授和武汉纺织大学张强教授合作,通过在水溶液中从蚕丝中分离出SNFs,在透明质酸的辅助下,通过电喷雾合成了具有稳定蓬松纳米纤维结构的SNF微球。

 

创新点1仿生结构和天然衍生成分使微球具有良好的生物相容性,还具有增强间充质干细胞的成骨分化诱导的能力。

 

➣创新点2:利用SNF微球优异的血液相容性,以及从分子水平到纳米尺度的可修饰性,展示了其在蛋白酶检测和血液净化方面的广泛应用。

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c06331

 

4、华中科技大学谢佳教授Nat. Commun.( IF 17.694) :共掺多孔碳纳米纤维作为金属钾载体用于非水系钾离子电池

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➣挑战:在未来的电化学储能系统中,金属钾(K)是一种极具吸引力的碱金属负极材料,有望取代锂金属。但是,在循环过程中钾枝晶的不可控生长和体积变化严重阻碍了其应用。


➣方法:华中科技大学谢佳教授提出氮和锌共掺杂多孔碳纳米纤维的合成和应用,并将碳纳米纤维作为钾金属主体。

 

➣创新点1:氮和锌共掺杂多孔碳纳米纤维具有以下优点:(1)高亲钾性,导致K原子较好地成核;(2)重量轻,为高K金属提供充足的容纳空间;(3)有效地诱导均匀的电场和平滑的镀钾。

 

➣创新点2:通过快速热浸渍方法可制备出高K负载量(97 wt.%)和高比容量(以铜箔为正极,首次循环为667 mA h g−1,0.05mA cm−2)的MSCNF-K复合负极。在对称电池和K-S和K-PPB全电池测试中,MSCNF-K电极展现出良好的倍率性能和循环稳定性。

https://doi.org/10.1038/s41467-022-32660-y

 

5、新加坡南洋理工大学的楼雄文Chem Catal.:合理设计负载单钴位点的氮掺杂碳大孔纤维用于高效水系Zn-CO2电池

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➣挑战:水系Zn-CO2电池(AZCBs)将锌的溶解/沉积反应与CO2的电化学还原反应相结合,可同时实现CO2的转化和能量的输出。单原子催化剂因具有最大化的原子利用效率以及明确的配位环境,成为AZCBs阴极的理想材料,但面临负载量低、催化位点可及性差以及传质阻碍等挑战。

 

➣方法:新加坡南洋理工大学的楼雄文教授团队报道了一种多步模板策略用于精准设计和构筑负载Co单原子的氮掺杂碳大孔纤维(Co SAs@NCMF)。

 

➣创新点1:Co SAs@NCMF催化剂在电化学CO2还原反应中,-1.0V vs RHE条件下展现出98.4%的CO法拉第效率以及高达38390 h-1的TOF值。

 

➣创新点2:由于具有刚性空心结构、高比表面积和可接近的活性位点等优点,制备的电极在AZCBs中具有良好的可充电性和稳定的循环寿命。

https://doi.org/10.1016/j.checat.2022.05.015

 

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