导语

本期内容精选了5篇“静电纺丝”新成果，主要介绍了静电纺丝技术在制备可循环使用的纳米纤维、可生物降解的摩擦纳米发电机、高性能中空纳米纤维、新型吸附剂和柔性陶瓷纳米纤维方面的最新研究进展，供大家了解。

1、新加坡科技研究局李子彪等人Nat. Commun. (IF 17.694)：原位形成具有可循环的动态共价交联纳米纤维

➣挑战：高分子纳米纤维具有较高的表面积体积比和优异的柔性，是一种极具吸引力的纳米材料。然而，耐久性和可回收性之间的限制仍阻碍着设计新的聚合物纳米纤维。

➣方法：新加坡科技研究局李子彪等人整合了共价适应性网络（CAN）的概念，以通过具有粘度调节和原位交联的静电纺丝系统，生产一类纳米纤维——称为动态共价交联纳米纤维（DCCNF）。

➣创新点1：所开发的DCCNFs具有均匀的形貌、柔韧性、机械稳定性和抗蠕变性能，以及良好的热稳定性和溶剂稳定性。

➣创新点2：此外，为了解决纳米纤维膜不可避免的性能退化和裂纹问题，DCCNF膜可以通过热可逆Diels-Alder反应进行一锅闭环循环或焊接。这项研究通过动态共价化学来制造具有可循环特性和持续高性能的新一代纳米纤维，以实现智能和可持续应用。

https://doi.org/10.1038/s41467-023-36709-4

2、美国东北大学Ravinder Dahiya团队Nano Energy ( IF 19.069 )：基于取向 PLLA 电纺纤维的可生物降解摩擦纳米发电机

➣挑战：摩擦纳米发电机(TENG)具有高功率密度，简单的设备结构和设备设计等优点，广泛用于风能收集、细胞刺激、药物输送、物理、化学和生物传感器等。但是，目前，大多数TENGs使用不可生物降解的塑料基材料，造成电子垃圾。

➣方法：美国东北大学Ravinder Dahiya团队采用取向和随机静电纺聚乳酸(PLLA)纤维作为正摩擦电层。采用可生物降解聚合物壳聚糖、明胶和聚羟基丁酸酯(PHB)作为摩擦电层，确定优化的界面接触对。此外，该装置以聚己内酯(PCL)为衬底和垫片，以镁箔(Mg)为电极。最终，构建一个完全可降解的TENG。

➣创新点1：比较 aPLLA 和随机 PLLA (rPLLA) 纤维的性能，发现基于aPLLA 纤维的TENG (aPL-TENG) 具有更好的性能。aPL-TENG在24000次循环中表现出优异的机械稳定性，输出功率密度为6.5 mW m-2。土壤掩埋测试证实了设备制造中使用材料的可降解。

➣创新点2：考虑到用于aPL-TENG的简易制造和易于获得的可持续材料，所提出的方法提供有吸引力的绿色能量收集器，为大规模便携式设备供电，而不必担心寿命结束的电子垃圾管理。

https://doi.org/10.1016/j.nantod.2023.101801

3、北京航空航天大学赵勇教授团队Carbon Energy ( IF 21.556 )：豌豆状MoS2@NiS1.03碳异质结构中空纳米纤维用于高性能钠存储

➣挑战：在各种负极材料中，过渡金属二卤属化合物(MoS2、FeS2等)，因其理论容量高、氧化还原可逆性强而受到广泛关注。然而，由于MoS2负极内部导电性差，体积膨胀大，电化学反应中离子输运动力学缓慢，其低速率性能和不稳定的长周期性能在很大程度上限制了MoS2负极的实际应用。

➣方法：北京航空航天大学赵勇教授、王女副教授和张千帆教授利用简单的静电纺丝和热处理方法设计了豌豆状的MoS2@NiS1.03 -碳中空纳米纤维。

➣创新点1：分层中空纳米纤维由氮掺杂碳包覆的NiS1.03管壁组成，管壁内包裹着豌豆状均匀离散的MoS2纳米颗粒。

➣创新点2：作为钠离子电池电极材料，MoS2@NiS1.03 -碳空心纳米纤维具有丰富的双相异质界面、导电网络和适当的体积变化缓冲空间，可以促进离子扩散动力学，缩短电子/离子的扩散路径，并在Na+嵌入/脱出过程中缓冲体积膨胀。

https://doi.org/10.1002/cey2.319

4、吉林大学李永新Chem. Eng. J. (IF 16.744)：静电纺新型吸附剂（Ce-MOF@ABP）用于去除去除2,4-二氯苯氧乙酸

➣挑战：2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)是应用最广泛的除草剂之一，具有较强的环境毒性，必须从水中去除。但一些传统吸附剂在去除过程中可能会被细菌污染，影响吸附性能。

➣方法：吉林大学李永新副教授团队开发了一种具有抗菌性能的新型吸附剂(Ce-MOF@ABP)，用于去除2,4- D。采用溶剂热法在静电纺纳米纤维表面原位生长具有UiO-66结构的Ce基MOF，制备了吸附剂。

➣创新点1：静态吸附实验结果表明，复合纤维膜对2,4- D具有良好的去除效果。吸附过程更符合伪二阶模型和Langmuir模型。理论最大吸附量为200.80 mg/g。动态过滤实验也表明，在6 min内(膜厚度为0.12 mm)，去除率为90.3%。

➣创新点2：Ce-MOF的盐过氧化物酶活性使纤维膜具有良好的抑菌性能，对大肠杆菌的抑菌率为92.91%。本研究为开发具有有机污染物去除和抗菌能力的吸附剂/膜提供了创新思路。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142195

5、国防科技大学王应德教授等人J. Mater. Chem. A (IF 14.511)：原位超连接网络策略制备具有优异柔韧性的锆酸镧纳米纤维膜

➣挑战：具有柔性和韧性的氧化物陶瓷纤维是可穿戴设备和膜技术等新兴领域的关键材料。然而，氧化陶瓷纤维在热循环后的脆性破坏导致膜结构的损坏，限制了其在高温下的长期应用。

➣方法：国防科技大学王应德教授等人采用溶胶-凝胶静电纺丝法制备了柔性、坚韧的焦绿石La1.85Al0.15Zr2O7 (L5AZO)纳米纤维膜(NFM)。

➣创新点1：纳米级组分之间的相互作用，使纳米纤维之间具有高节点连通性和强交联的组装网络，这促进宏观力学性能的数量级提高。

➣创新点2：超声弥散和非晶态二次相促使大量L5AZO核和软晶界的形成，从而有效地细化晶粒，抑制晶粒生长。事实上，L5AZO NFM具有11.4 MPa cm3 g−1的高比拉伸模量和1032 J m−2的断裂韧性，以及超过1100℃的耐高温性能，这有利于各种结构应用。

https://doi.org/10.1039/D2TA09347B