导语

本期主要精选了东华大学俞建勇院士、清华大学林元华教授、江南大学刘天西教授等团队5篇“纳米纤维”最新成果。主要介绍了蜘蛛网结构纳米纤维气凝胶、高熵纳米纤维、聚酰亚胺纳米纤维气凝胶和广谱抗菌纳米纤维等方面的最新研究进展，供大家了解。

1、东华大学俞建勇院士团队Chem. Eng. J.：受蜘蛛网启发，制备超弹、导电网络的 SiO2/Ag 纳米纤维气凝胶

➣挑战：水传播的病原性疾病严重威胁着人类健康和全球经济。但是，传统的水消毒方法，如氯化或膜过滤去除病原体，仍然受到有害副产品、生物污染和处理能力有限的影响。

➣方法：东华大学俞建勇院士和斯阳研究员采用一种自下而上的策略，通过冷冻干燥法将Ag纳米线组装在三维SiO2纳米纤维骨架中，制备出具有超弹性和导电网络的仿生纳米纤维气凝胶，用于安全高效的水消毒。

➣创新点1：受到蜘蛛利用蛛网捕获猎物行为的启发，该设计的核心是用数百万个导电纳米纤维尖端构建跨越和互联的网络，基于拦截和电穿孔的协同效应，可以瞬间灭活微生物。

➣创新点2：该气凝胶具有高孔隙率(99.81%)、超弹性和结构高稳定性，基于气凝胶的电穿孔消毒装置(EDD)在低推导电压(1 V)、高通量(9900 L m−2 h−1)、能耗0.83 Wh m−3下，表现出优异的杀菌(> 99.9999%)和杀病毒(> 99.9%)性能。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.141908

2、清华大学林元华教授团队Adv. Energy Mater.：高熵纳米纤维增强聚合物纳米复合材料用于高效储能

➣挑战：聚合物复合电介质具有高能量密度、高效率和高温稳定性等优点，在各种电动汽车和电力系统中应用需求很高。然而，如何设计同时有利于极化和击穿强度的高性能纳米填料，是一个主要挑战。

➣方法：清华大学林元华教授采用静电纺丝和煅烧技术，制备了具有稳定Bi2Ti2O7型焦绿石相的高熵诱导陶瓷纳米纤维。该材料可作为增强聚醚酰亚胺(PEI)复合材料储能性能的有效纳米填料。

➣创新点1：得益于高熵纳米填料的线性焦绿石相、细化的晶粒尺寸和增加的非晶分数，合成的PEI复合材料在25-150°C的宽温度范围内，储能性能显著提高。

➣创新点2：在150°C的590 MV m−1的电场下，达到6.46 J cm−3的高能量密度，优于大多数报道的PEI复合材料。本研究为开发具有可调介电性能和微结构的介电填料提供了指导，从而促进高性能聚合物复合材料的发展。

https://doi.org/10.1002/aenm.202203925

3、江南大学刘天西教授团队Chem. Eng. J.：基于聚酰亚胺纳米纤维气凝胶的便携式太阳能界面蒸发器用于高效海水淡化

➣挑战：太阳能蒸汽发电是一种通过有效利用太阳光的环保水净化技术。但目前的太阳能蒸发装置存在成本高、机械性能差、效率低、耐久性差等问题。

➣方法：江南大学刘天西教授团队樊玮教授受植物蒸腾作用的启发，设计并制造了一种可扩展的便携式聚吡咯改性聚酰亚胺纳米纤维气凝胶(PPy-PI NAG)，用于高效和持久的太阳能蒸汽产生。

➣创新点1：在蒸发过程中，底部具有分级细胞纤维结构的亲水性PI NAG作为根系，用于快速输水；上部多孔且表面粗糙的PPy层作为叶片，用于蒸发。

➣创新点2：高多孔PPy-PI NAG具有较低的热导率(0.05 W m−1 K−1)，可以将热能限制在气-水界面上，表现出优异的热定位效果。在单次光照下，PPy-PI NAG的平均蒸发速率为1.42 kg m−2 h−1，对海水离子的去除效率为99.7%。

➣创新点3：PPy-PI NAG具有稳定的蒸发效率，可以连续脱盐15天，压缩/折叠1000次循环，并且可以压缩或折叠成小尺寸，便于运输或运输。显示出作为个人和家庭蒸发系统的便携式太阳能蒸发设备的巨大潜力。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.141909

4、清华大学孙伟教授等人Adv. Sci.：3D 打印导电多尺度神经导管用于周围神经再生

➣挑战：神经引导导管(NGCs)是周围神经再生的一种高效替代方法。然而，神经再生和功能恢复的结果，在很大程度上受到NGCs的物理、化学和电学性质的影响。

➣方法：清华大学孙伟教授/张磊教授/熊卓教授以电纺聚乳酸-共己内酯(PCL)/胶原纳米纤维为护套、还原氧化石墨烯/PCL微纤维为骨架、PCL微纤维为内部结构，制备了导电多尺度填料NGC (MF-NGC)。

➣创新点1：打印的MF-NGCs具有良好的渗透性、机械稳定性和导电性，进一步促进了雪旺细胞的伸长和生长，促进了PC12神经元细胞的神经突生长。MF-NGCs通过血管细胞和巨噬细胞的快速增长促进新生血管和M2转化。

➣创新点2：再生神经的组织学和功能评估证实，导电性MF-NGCs显著促进周围神经再生，表现为轴突髓鞘化改善、肌肉重量增加和坐骨神经功能指数。

https://doi.org/10.1021/acsami.2c21832

5、复旦大学李鹏 Adv. Funct. Mater.：在电纺纳米纤维中原位嵌入氢键有机骨架纳米晶体，实现超稳定的广谱抗菌活性

➣挑战：抗生素是治疗细菌或真菌感染的有效手段，但它们的滥用会导致细菌的耐药性，寻找或开发新的抗菌手段非常重要。

➣方法：复旦大学李鹏团队通过利用静电纺丝法，将广谱抗菌纳米纤维包埋在长度约60 nm的棒状纳米晶体光活性氢键有机框架(HOF)中。

➣创新点1：由此产生的HOF@PVDF-HFP纳米纤维保持优异的拉伸和透气特性，同时屏蔽HOF纳米晶体免受酸碱腐蚀。与HOF-101-F微晶粉末相比，0.5 wt.% HOF-101-F@PVDF-HFP纳米纤维表现出最有效的1O2生成，几乎提高了2倍。

➣创新点2：研究证明，HOF@PVDF-HFP纳米纤维在环境光照条件下可在30分钟内高效杀死病原体，包括病毒、细菌和真菌。

https://doi.org/10.1002/adfm.202214388