导语

本期主要精选了东华大学朱美芳院士、丁彬教授、东南大学代云茜教授、西北工业大学周杰教授等团队发表的4篇静电纺丝新成果。主要介绍了关于静电纺丝技术在分离膜、辐射冷却织物、复合陶瓷纳米纤维材料、声能收集与利用的新型摩擦纳米发电机等方面的最新研究进展，供大家了解学习。

1、东华大学朱美芳院士团队Acc. Mater. Res.：用于分离的电纺纳米纤维复合膜

➣挑战：受静电纺丝液流变特性不稳定的限制，很难稳定连续地制备平均直径<100 nm的纳米纤维，这使得静电纺丝纳米纤维膜的分离应用仅限于微过滤、空气过滤或用作膜基质。为了充分利用电纺纳米纤维膜，开发了电纺纳米纤维复合 (ENC) 膜以提高和优化其选择性、渗透性和其他分离性能。

➣主要内容：东华大学朱美芳院士和张雪芬教授总结了ENC膜设计和制备的两种组合策略。一种是基于组分组合，将功能组分均匀或异质地混合在纤维基体中或改性在纳米纤维表面。另一种称为界面结合，通过界面沉积或界面聚合在静电纺丝膜上制备功能性皮肤层，构建选择性屏障。

➣详细内容1：系统地讨论了两种组合策略的具体制备方法。此外，还对这些方法制备的ENC膜的结构特点和分离性能进行了比较和分析，阐明了它们的优点和应用范围。

➣详细内容2：重点介绍了ENC膜的六个应用，包括吸附、膜蒸馏、油水乳液分离、纳滤、血液透析和渗透蒸发。最后，总结了ENC膜在工业制造、机械强度和界面附着方面面临的挑战，并展望了其未来的发展。

https://doi.org/10.1021/accountsmr.2c00219

2、东华大学丁彬教授等人Chem. Eng. J.：纳米球结构分层多孔 PVDF-HFP 织物通过一步水蒸气诱导相分离实现被动日间辐射冷却

➣挑战：对高效、经济的室内外制冷需求不断增长，特别是室外环境中的个人制冷，是当今全球面临的一项重大挑战。目前，具有光谱选择性的定制光学结构被用作冷却策略。然而，开发这些光子结构通常需要复杂的多步骤制造工艺和使用多种溶剂，这限制了它们对大规模生产和成本效益的可接受性。

➣方法：东华大学丁彬教授、王先锋教授和王朝晖教授首次报道了基于水蒸气诱导相分离(WVIPS)技术，采用单溶剂一步静电纺丝工艺，制备了纳米球结构的多层多孔聚偏氟乙烯-共六氟丙烯(PVDF-HFP)纤维织物。

➣创新点1：纳米球结构相互连通，多孔纤维层次分明，所制备的织物具有较大的粗糙度和较高的比表面积。

➣创新点2：PVDF-HFP织物具有优异的平均太阳反射率(~ 93.7%)和红外发射率(~ 91.9%)。在太阳强度为~ 950 W m−2的情况下，与裸露皮肤模拟器和覆盖棉织物的模拟器相比，温度分别下降了~ 19.8°C和~ 13.2°C。

➣创新点3：优异的疏水性和吸附性使设计的织物不仅适用于辐射冷却，而且适用于防水和过滤应用。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.141581

3、东南大学代云茜教授J. Mater. Chem. A：MXene修饰的柔性Al2O3/TiO2纳米纤维垫具有自适应应力分散，用于多功能海水淡化

➣挑战：太阳能界面蒸发技术因其光热转换效率高，在海水淡化领域具有广阔的应用前景。但是，对于界面蒸发，蒸发器必须具有优越的机械质量和较强的热稳定性。为此，具有良好机械强度的陶瓷纳米纤维垫可作为稳定的海水淡化基质。

➣方法：东南大学代云茜教授通过有限元分析，制备了具有良好力学性能的柔性Al2O3/TiO2纳米纤维毡，应力分散极大地促进了Al2O3/TiO2纳米球均匀地分散到纤维垫中。然后，通过简单的滴铸法制备了二维(2D)Al2O3/TiO2/MXene垫。

 ➣创新点1：有趣的是，在功率密度为1.0 kW m-2时，Al2O3/TiO2/MXene-2衬垫的蒸发速率可达1.43 kg m-2 h-1，光气能量转换效率可达97.2%。

➣创新点2：利用基本的折纸技术，由于其柔性和延展性，三维(3D)光热蒸发器可与二维垫子集成在一起，蒸发速率增加到1.61 kg m-2 h-1。该研究对于设计用于多功能海水淡化的具有高柔韧性和光热转换效率的复合陶瓷纳米纤维材料至关重要。

https://doi.org/10.1039/D2TA09488F

4、西北工业大学周杰教授等人Nano Energy：利用纳米复合材料提高纳米纤维膜基摩擦发电机的声电转换效率

➣挑战：噪音污染会严重危害人体健康，扰乱人们的日常活动。然而，从另一个角度来看，噪音是一种能源，经过适当的设计，可以为小型电子设备提供动力。但是，声能一般难以收集和利用。因此，声能收集具有能量密度低、低频收集能力差、材料和结构效率低下等挑战。

➣方法：西北工业大学周杰教授和牛津大学John Huber教授合作开发了一种基于纳米纤维膜(NFM)的新型摩擦纳米发电机(TENG)，可以从环境中收集声能。该设备超薄、轻便且小巧。TENG中使用的静电纺丝NFM含有三种纳米成分:聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)和多壁碳纳米管(MWCNTs)。

➣创新点1：首次确定了三种纳米组分的最佳浓度比，使其比单组分NFM TENG具有更高的电输出。优化后的NFM TENG在200 Hz的入射声压级为116 dB时，最大开路电压超过120 V，短路电流30μA，最大面功率密度为2.25 W/m2，比功率密度达到410μW/g。

➣创新点2：通过点亮53个发光二极管并为其他设备供电，说明为数字设备供电的能力。这一发现会启发由多个纳米组件组成的声学NFM TENG的设计，并表明NFM TENG可以促进声能在许多应用中的利用，如微电子设备和物联网。

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108248