导语

具有Janus结构的纳米纤维膜是由两种或两种以上不同物理性质成分构成的特殊结构。这种双面结构，可赋予纳米纤维膜更优异的多功能性。本期精选了6篇关于制备Janus纳米纤维膜，及其应用在传感、导湿织物、过滤膜等领域的最新论文，供大家了解学习。

1、四川大学杨伟教授团队ACS Nano ( IF 18.027 )：Janus和异模弹性纤维垫可调节的应力再分配，提高应变传感性能

➣挑战：可穿戴应变传感器在医疗保健、人机接口和增强现实系统中具有巨大的应用潜力。然而，电阻信号对应变的非线性响应给数据处理和信号转换带来了相当大的难度和复杂性，严重阻碍了其实际应用。

➣方法：四川大学杨伟教授和柯凯副研究员提出了一种利用微印迹二次加工技术制备具有微花纹的Janus异模弹性纤维毡的方法，实现柔性应变传感器在较宽应变范围内响应的线性和可再现的电阻信号。

➣创新点1：通过控制纤维融合和热塑性弹性体局部大分子链的扩散，各向同性和各向异性纤维毡都可以转化为具有周期性和异模态微花纹的Janus纤维毡。

➣创新点2：Janus非均质微观结构允许拉伸时的应力重新分配，从而导致较低的应变滞后和改善电阻信号的线性。还可以通过调整纤维毡表面的微图案大小和纤维的各向异性来实现可调的传感性能。

➣创新点3：Janus弹性体垫应变传感器具有高信号线性度和良好的再现性，应变检测极限非常低，与无线通信模块结合，则可在人机接口和智能控制领域应用。

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c06482

2、香港城市大学胡金莲教授Adv. Fiber Mater. (IF 12.958)：具有定向水/水蒸气传输特性的仿生稳定单层 Janus 织物，用于集成个人冷却管理

➣挑战：现有的用于定向输水的Janus非对称多层织物仍存在合成复杂、稳定性差的局限性。

➣方法：香港城市大学胡金莲教授团队受叶片角质层组成分级结构的启发，在接收基材上均匀分布超疏水SiO2纳米颗粒，然后通过一步静电纺热塑性聚氨酯(TPU)/微晶纤维素(MCC)溶液制备了单层Janus个人冷却管理织物(JPCMF)。

➣创新点1：JPCMF不仅具有较强的定向散水输送能力，而且具有较强的非对称水分(水汽)输送能力，具有较高的非对称因子(1.49)、水汽输送值(18.5 kg−1 m−2 D−1)和水分蒸发速率(0.735 gh−1)。

➣创新点2：JPCMF具有优异的耐久性和稳定性，这得益于一种新型的静电吸附辅助自粘附策略，可抵抗磨损、剥落和拉伸。

https://doi.org/10.1007/s42765-022-00200-4

3、长春理工大学董相廷教授Mater. Chem. Front. ( IF 8.683)：共轭静电纺丝制备双导电网络Janus超细纤维阵列薄膜

 ➣背景：为了进一步推动各向异性导电薄膜(ACFs)取得新突破，赋予ACFs视觉功能和更高的各向异性是一个有意义的研究课题。

➣方法：长春理工大学董相廷教授团队以[Tb(SSA)3(TPPO)2/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)]//[聚苯胺(PANI)/炭黑(CB)/PMMA] janus型微纤维为结构块，制备了共轭电纺丝Janus型微纤维阵列膜(简称C-JMAF)。

➣创新点1：利用共轭静电纺丝制备独特的Janus型微纤维，可以避免传统双轴平行静电纺丝制备过程中两种纺丝液体之间的扩散和混合现象，并成功地将Tb配合物、PANI和CB限制在各自的区域，避免不利的相互影响。

➣创新点2：C-JMAF表现出增强的绿色发光，良好的可视化和极高的各向异性传导。具有双导电网络结构的C-JMAF的各向异性可达109，这是迄今为止国际上报道的Janus形微纤维阵列薄膜两个垂直方向之间的最高导电率。

https://doi.org/10.1039/D2QM00837H

4、天津工业大学康卫民教授等人Sep. Purif. Technol. ( IF 9.136 )：用于高效太阳能膜蒸馏的静电纺丝Janus纳米纤维膜

➣挑战：在众多海水淡化技术中，膜蒸馏(MD)技术因其操作压力低、温度要求低、成本低而受到广泛关注。低渗透通量和膜污染是太阳能膜蒸馏(SDMD)工业应用的主要限制因素。

➣方法：天津工业大学康卫民教授等人以静电纺CB/PVA为亲水性光热层，电吹纺PTFE纳米纤维膜为疏水层的Janus纳米纤维膜，该膜具有良好的光热转换性能、防污性能和耐用性。

➣创新点1：亲水光热层同时捕获太阳能并进行光热转换，过滤化学/油基污染物并促进蒸汽流动。PTFE层的低表面可以保证复合纳米纤维膜的长期耐用性。

➣创新点2：在1 kW·m−2的光强下，Janus纳米纤维膜的渗透通量为1.05 L·m−2·h−1，脱盐率为99.99%，光热转换效率达到71.4%。对含污染物的溶液连续处理60 h后，渗透通量仍稳定在1.035 L·m−2·h−1，脱盐率为> 99.98%。

https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.122348

5、青岛大学龙云泽教授团队J. Membr. Sci. ( IF 10.530 )： 功能强大的 Janus 纳米纤维膜，用于高效的恶劣环境空气过滤和油/水分离

➣挑战：工业废气和含油废水的大量排放严重危害生态环境和人体健康。在实际恶劣环境下，开发出控制空气污染和净化含油废水的强大功能材料仍然是研究人员面临的巨大挑战。

➣方法：青岛大学龙云泽教授团队两步静电纺丝法，先电纺PAN@TiO2，然后，在电纺PVF-HFP@SiO2纤维，获得Janus纳米纤维膜。

➣创新点1：复合过滤器由于其独特的双层结构和多组分的协同作用，克服了高过滤效率和低空气阻力的权衡效应，实现了过滤效率99.7%(去除PM0.3)，压降为27 Pa。

➣创新点2：吸湿PAN@TiO2层和自洁PVDF-HFP@SiO2层的结合，使Janus过滤器在个人防护领域具有明显的优势。同时，PTPSNF膜在强酸/强碱处理后仍保持良好的空气过滤性能。

➣创新点3：此外，由于其不对称润湿性，PTPSNF Janus膜具有可切换的油水分离能力，可以高效分离不同的油水混合物和乳剂，具有较高的通量和分离效率。

https://doi.org/10.1016/j.memsci.2022.121018

6、浙江大学徐志康教师等人J. Mater. Chem. A ( IF 14.511) ：由“移动界面”启用的自除垢 Janus 纳米纤维蒸发器，用于太阳能驱动的高盐水淡化

➣挑战：多孔蒸发器驱动的太阳能脱盐是获取淡水的可持续途径。尽管出现了防结垢蒸发器，但由于多孔结构中不可避免的盐堆积，在高盐水中的持久蒸发仍然是一个巨大的挑战。

➣方法：浙江大学徐志康教授&中山大学杨皓程副教授&德国拜罗伊特大学Andreas Greiner教授开发了一种具有“移动界面”的自除垢 Janus 蒸发器 (SJE)，该蒸发器由 Fe3O4 嵌入的聚 (N-异丙基丙烯酰胺) (PNIPAM) 纳米纤维层和亲水聚丙烯腈 (PAN) 纳米纤维层通过顺序静电纺丝制备。

➣创新点1：综合了Fe3O4 的光热转化和PNIPAM的热响应性，SJE表现出从非对称润湿性(日光下)到亲水性(夜间)的可逆太阳诱导润湿性转变。

➣创新点2：在阳光照射下，顶部表面与蒸发界面(即空气-水界面)分离，避免盐在蒸发器上堆积，有利于太阳能蒸汽的高效产生。夜间，空气-水界面向上表面移动，显示出自除垢能力。

➣创新点3：SJE在一个太阳光照下表现出1.76 kg∙m-2∙h-1的高效水分蒸发速率，并在处理20 wt% NaCl溶液时表现出长期稳定性(超过5天)。https://doi.org/10.1039/D2TA05555D