导语

本期主要精选了华中科技大学瞿金平院士、武汉大学邓红兵教授团队、复旦大学方晓生教授等团队在期刊《Advanced Functional Materials》( IF 19.924 )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构建Janus型多功能超柔性薄膜、纳米纤维光电探测器、自主切换“开关”的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、华中科技大学瞿金平院士团队：连续静电纺丝结合喷涂技术制备新型Janus型多功能超柔性薄膜

➣挑战：传统的热管理模式能耗高。通信技术和可穿戴电子设备的蓬勃发展，使高度集成的电子系统产生电磁辐射，对设备以及人类健康构成威胁。因此，集主动/被动热管理和电磁干扰屏蔽功能于一体的可穿戴产品，成为研究热点。

➣方法：华中科技大学瞿金平院士和卢翔副教授采用连续静电纺丝制备聚乙烯醇(PVA)/PCC (P1)相变纤维膜和亲肤聚乳酸(PLA)/(PVA/PCC(P2P1)复合膜。将MXene喷涂到P2P1复合膜的PLA侧，得到多功能Janus型MXene/P2P1 (MP2P1)复合膜。

➣创新点1：球形PCC串在PVA纤维上，形成稳定的“糖葫芦棒”结构，防止PCC在应用过程中滑动或脱落。在高温环境下，高发射率(90.15%)赋予复合膜显著降低表面温度(10.13°C)的功能。在夜间或寒冷的环境中，只需要1.5 V的电压就可以维持人体长期的热舒适温度。

➣创新点2：通过简单的折叠技术，柔性Janus型MP2P1薄膜增强了EMI屏蔽效果。折叠后的薄膜具有高导电性(316.4 S cm−1))和优异的MEI屏蔽性能(87.8 dB)。

https://doi.org/10.1002/adfm.202212776

2、武汉大学邓红兵教授&陈朝吉教授：负载酿酒酵母细胞的纳米纤维气凝胶，用于人体除铅

➣挑战：新兴的吸附技术因其吸附效率高、操作简单，在人体去除Pb2+方面具有很大的潜力。然而，对人体生物安全的问题，限制了吸附剂在人体急性胃肠道，甚至血液中毒综合除铅中的发展。

➣方法：武汉大学邓红兵教授和陈朝吉教授采用静电纺丝和水解法制备可再生纤维素（RC）纳米纤维。将酿酒酵母细胞（SCV）引入到RC纳米纤维分散溶液中，进行冷冻干燥，设计了一种负载有酿酒酵母细胞纳米纤维气凝胶（SCV-n），用于人体中肠道和血液的铅去除。

➣创新点1：由于气凝胶成分的生物相容性和不存在交联物质，保证了高的生物安全性。由于纤维素纳米纤维支架的多孔结构，保护了酿酒酵母细胞不脱落，并确保了酿酒酵母细胞的大量装载位点。

➣创新点2：酵母细胞上丰富的官能团表现出优异的吸附能力，在水环境中对铅离子的饱和吸附能力高达107 mg g−1。经吸附后，Pb2+肠期浓度由879.70降至248.53 μ g L−1，血中浓度由400降至186.29 μ g L−1(在安全范围内)。

https://doi.org/10.1002/adfm.202215059

3、复旦大学方晓生教授：通过抑制暗电流到pA级来提高柔性BaTiO3@TiO2纳米纤维光电探测器性能

➣挑战：柔性二氧化钛(TiO2)纳米纤维(NFs)薄膜是高性能可穿戴光电器件的有利候选者。然而，由于电纺纳米纤维本身存在缺陷，产生了较大的暗电流，导致电纺纳米纤维的开/关比较低，限制了其实际应用。如何通过减小暗电流来提高开关比，优化器件的灵敏度，是研究的热点。

➣方法：复旦大学方晓生教授通过双喷头静电纺丝技术和原位热处理开发了一种由铁电BaTiO3 (BTO) NFs集成的TiO2 (TO) NFs薄膜柔性光电探测器。

➣创新点1：由BTO@TO NFs构成的柔性光电探测器具有≈1.5 × 104的优良开/关比。BaTiO3纳米纤维在自极化场作用下，在界面处形成空间高阻态，产生较低的pA级暗电流。

➣创新点2：通过BaTiO3 NFs极化的可调谐极化场，增加了极化BTO@TO NFs中TiO2的能带弯曲，促进了光生载流子的迁移，从而改善了器件的光电流。

https://doi.org/10.1002/adfm.202214533

4、天津工业大学庄旭品教授&杨光教授：基于双向形状记忆聚合物的热触发“开关”可切换的摩擦纳米发电机

➣挑战：开发具有智能化、多功能摩擦纳米发电机（TENGs）对下一代自供电电子器件具有重要意义。然而，关于智能TENGs的相关研究，特别是对外界刺激自发反应的TENGs的相关研究很少报道。

➣方法：天津工业大学庄旭品教授&杨光教授&闫静副教授设计了一种由双向形状记忆聚氨酯驱动的可移动摩擦电层，开发了一种具有热触发可切换功能和高摩擦电输出的智能TENG。

➣创新点1：由此产生的TENG器件可以根据环境温度变化自动开关，即在0°C时打开，在60°C时关闭。在“开启”状态下，由于微/纳米纤维摩擦电表面的独特优势，所开发的TENG具有优异的摩擦电性能，在30 kPa压力下的最大输出功率密度为5.15 W m−2。

➣创新点2：可切换TENG在智能可穿戴电子应用中的巨大潜力，它不仅可以作为监测寒冷环境下人体运动和身体状况的传感元件，还可以作为按需打开/关闭加热功能的热驱动开关。

https://doi.org/10.1002/adfm.202214001