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于吉红院士、张立群院士、刘天西教授发表“静电纺丝”研究成果
2023/2/13 9:35:14 易丝帮

1、吉林大学于吉红院士等人Nature (IF 69.504 ):抑制1000°C以上的莱顿弗罗斯特效应,实现持续的热冷却


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➣挑战:当温度超过所谓的莱顿弗罗斯特点( LFP)时,固体和液体之间会形成连续的蒸汽层,从而产生热阻并突然降低传热。在莱顿弗罗斯特状态下,这个时间通常是10到100秒,需要减少到小于1秒以保持有效的传热,这在固体非常热的情况下是一个挑战。

 

➣方法:吉林大学于吉红院士、香港城市大学王钻开教授和巴黎文理研究大学David Quéré教授合作,报告了一种结构合理的热装甲设计,抑制莱顿弗罗斯特效应高达1150°C。其中,利用静电纺SiO2纳米纤维膜作为隔热膜来吸收和蒸发液体。

 

➣创新点1:构建的具有对比热和几何特性的关键元素的多纹理材料,由坚固、导电、突出的支柱组成,作为热桥来促进传热。嵌入式SiO2隔热膜吸收和蒸发液体,U形通道用来疏散蒸汽。SiO2膜的隔热特性是阻止莱顿弗罗斯特效应的关键。

 

➣创新点2:另外,这种结构热表面的设计显著提高了LFP值,使其高于1150°C(超过这个温度,材料会开始熔化),同时又不会牺牲高的传热性能。

 

➣创新点3:策略是通用的:使装甲变得柔性,将STA的应用领域扩展到标准加工难以纹理的表面,例如管道和导管的内部,这可能为热管理提供新的解决方案。

https://doi.org/10.1038/s41586-021-04307-3

 

2、北京化工大学张立群院士&万鹏博教授Nano Energy ( IF 19.069 ):具有 MXene 的柔性透气光热疗法表皮传感器,用于超灵敏可穿戴人机交互


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➣挑战:多功能柔性可穿戴表皮传感器因其在个人健康管理、电子皮肤、智能人机交互等方面具有广阔的应用前景而受到广泛关注。然而,实现一种具有可靠传感性能的柔性透气传感设备,同时具有疾病诊断和后续光热治疗的综合功能,仍然是一个关键挑战。

 

➣方法:北京化工大学张立群院士&万鹏博教授通过将导电MXene纳米片和银纳米线(AgNWs)精密组装到静电纺丝弹性衬底上,制成了一种柔性透气表皮传感器,用于超灵敏传感和按需光热治疗。

 

➣创新点1:所制备的柔性透气电子传感器具有广泛的传感范围(高达120%)、超高的灵敏度(测量因子(GF)高达4720)、极低的检出限、卓越的可靠性和强大的生物相容性,可作为电子皮肤监测人体生理信号和可穿戴人机交互。

 

➣创新点2:此外,它还具有良好的光热性能,可增强抗菌效果,并可在保健监测和疾病诊断后及时进行光热治疗。

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108201

 

3、江南大学刘天西教授团队Nano Energy ( IF 19.069 ):高渗透性和超拉伸电子纺织品,用于皮肤健康监测,焦耳加热和电磁屏蔽


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➣挑战:皮肤附着电极具有导电性高、拉伸性好、渗透性好、长期佩戴舒适等特点,在医疗保健行业具有巨大潜力。但是,传统导电材料包括各种金属纳米材料,其密度大、稳定性差、柔韧性差,无法同时满足轻质、透气性、弹性和长寿命的要求。

 

➣方法:江南大学刘天西教授和黄云鹏副教授利用液态金属与磁控溅射银纳米颗粒之间的反应合金化,通过整体预拉伸活化后,超导电共晶镓铟(EGaIn)被紧密均匀地包裹在超亲水SEBS微纤维上。从而获得高渗透性和超拉伸电子纺织品。

 

➣创新点1:高度透气和超拉伸的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯 (SEBS)-Ag-液态金属 (SSLM) 非织造电子纺织品被制成多功能的皮肤生物电极,用于精确的健康监测、焦耳加热和电磁界面 (EMI) 屏蔽。

 

➣创新点2:得益于高度变形、极其稳定和3D互联的导电网络,该无纺布电子织物表现出优异的EMI屏蔽效果(在8.2-12.8 GHz频率下75.3 dB,在300%延伸率下仍保持31.7 dB),以及在大变形(120%)下高效的焦耳加热性能。

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108194

 

4、东华大学王宏志教授团队:超细自供电交互式纤维电子产品用于智能服装


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➣背景:离散地集成到日常生活中的纤维电子产品因其在医疗保健、生理监测和人机界面方面的巨大潜力而成为焦点。然而,最先进的纤维电子产品在直径、刚度、光滑度和生产率方面与普通纤维有显着区别。

 

➣方法:东华大学王宏志教授团队的张青红教授和侯成义研究员开发了一种通用的可扩展制造工艺和通用的纤维状细软自供电交互式电子产品,其直径只有几十μm,连续长度为数百公里。

 

➣创新点1:得益于其独特的结构和组成,Li5Cr7Ti6O25/C (6.6% wt%)纳米纤维在200、300、500、800和1000 mA g−1时的可逆脱锂容量分别为370.8、290.6、269.2、254.3和244.9 mAh g−1,具有优异的倍率性能。

 

➣创新点2:即使在 1 A g−1 的较高电流密度下,Li5Cr7Ti6O25/C(6.6 wt%)纳米纤维也表现出高循环稳定性。在Li5Cr7Ti6O25表面引入碳,提高了复合材料的电子导电性,从而使Li5Cr7Ti6O25/C纳米纤维具有良好的电化学性能。

https://doi.org/10.1016/j.jechem.2022.04.017

 

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