导语

本期内容精选了5篇“微/纳米纤维”新成果，主要介绍了半导体聚合物纤维用于柔性电子、仿生全纤维用于能量收集和健康传感、MOF纳米纤维用于光催化过滤、可拉伸和导电纤维用于生物力学传感、三维交联纤维用于储能等方面的最新研究进展，供大家了解。

1、东华大学朱美芳院士&王刚研究员Chem. Rev. (IF 72.087)：基于半导体聚合物的柔性纤维电子

➣背景：半导体聚合物材料的发展赋予纤维和纺织品各种电子功能，使之广泛用于信息接口、个性化医疗和清洁能源等方面。基于半导体聚合物的柔性纤维电子产品，易于集成到日常生活中，在可穿戴和可植入应用方面受到越来越多的关注。

➣主要内容：东华大学朱美芳院士、王刚研究员应邀发表综述，系统性地介绍和讨论了半导体聚合物纤维和纺织品的材料体系、加工技术、器件机理、应用领域、规模化制造及商业化发展，并对潜在难点的解决方案和未来的发展方向进行了全面的阐述。

➣详细内容1：首先回顾了基于半导体聚合物纤维电子学的最新研究进展，根据不同纤维器件的基本概念和光电功能，从材料体系和器件结构等方面概述了半导体聚合物纤维器件的发展现状。

➣详细内容2：系统地讨论了纤维器件的制造技术，针对半导体聚合物独特的物化特性，介绍并总结了1D半导体聚合物纤维电子器件中所面临的难以连续制造和稳定性差等各类关键性问题及主流的解决方案。

➣详细内容3：最后，综述从新型纤维成型半导体聚合物材料的设计、异质结构中鲁棒界面的引入、多外场辅助下器件的制造、多器件系统级的互联和市场导向的发展策略等方面，进行了多层次全方面的总结与展望。

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00720

2、香港城市大学胡金莲教授Nano-Micro Lett. ( IF 23.655 )：仿生全纤维定向吸湿电子皮肤用于能量收集和全方位健康传感

➣挑战：近年来，柔性电子皮肤具有轻巧、超薄、舒适等特点，在个人定制健康管理、人机界面、人工智能(AI)等方面的应用取得了较大的进展。然而，许多具有良好采集性能的柔性生物电子器件是由不透水的聚合物膜或凝胶制成的。长时间接触还会产生汗液沉积，导致佩戴体验不舒适，采集信号失真。

➣方法：香港城市大学胡金莲教授团队基于异质纤维膜和导电MXene/CNTs电喷涂层结构，设计了一种仿生定向吸湿电子皮肤(DMWES)。

➣创新点1：利用表面能梯度和推拉效应，通过疏水-亲水差异设计，成功实现了仿生定向吸湿电子皮肤(DMWES)。

➣创新点2：DMWES膜具有良好的综合压力传感性能，具有较高的灵敏度和良好的单电极摩擦纳米发电机性能。

➣创新点3：优异的压力传感和摩擦电性能使DMWES能够实现全方位的医疗传感，包括精确的脉搏监测、语音识别和步态识别。

https://doi.org/10.1007/s40820-023-01028-2

3、中科院应化所谢志刚教授团队ACS Nano ( IF 18.027 )：离子 ZIF-8@iCOF 纳米复合材料用于光催化过滤

➣挑战：太阳光驱动的光催化过滤器可高效过滤致病性生物气溶胶。然而，开发一种高效的拦截系统，显示增强的可见光收集、可控的电荷动态和增强的ROS生成仍然是一个巨大的挑战。

➣方法：中科院应化所谢志刚教授、王磊副教授通过精心设计ZIF-8和阳离子iCOF层之间的异质界面结构工程，开发了一种离子ZIF-8@iCOF纳米复合材料作为太阳光驱动的光催化过滤器。

➣创新点1：光活性实验表明，在可见光吸收和太阳光驱动激子增强的系统间交叉方面有显著改善，单线态氧的生成增加了220%，并在15 min后获得了99.99999%的抑菌效率。

➣创新点2：与商用聚合物结合后，合成的ZIF-8@iCOF/聚丙烯腈(PAN)纤维膜对PM10和PM2.5的拦截效率均达到98%，接近商用N95。该纤维膜在阳光条件下具有良好的生物相容性和强的杀菌能力，满足长期接触使用。

➣创新点3：这一发现不仅展示了多孔材料纤维膜用于高效过滤致病性生物气溶胶的前景，而且强调了精确的结构工程对环境和能源相关领域阳光驱动光催化系统的发展的重要性。

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c11339

4、江南大学魏取福教授&吕鹏飞教授Nano Energy ( IF 19.069 )：可扩展、超高可拉伸和导电纤维摩擦纳米发电机用于生物力学传感

➣挑战：可穿戴和柔性电子产品的可靠能源器件须满足高拉伸性、稳定性和易于集成的基本需求。尽管二维平面能源器件的材料和结构设计取得了重大进展，但由于制造技术的挑战，基于纤维的电子产品仍局限于可扩展的制造和低导电性。

➣方法：江南大学魏取福教授&吕鹏飞教授采用原位共聚多巴胺改性MXene (P-MXene)与MXene/TPU (MP)纤维(MMP)共混制备了一种可扩展编织的均质湿纺纤维。

➣创新点1：于TPU优异的变形恢复性能和P-MXene油墨高导电性，其结果显示出高拉伸性(约675%)，良好的导电性(4.32 S cm−1)和在大变形下高稳定性。由于平纹织物的多孔结构和固有特性，通过可扩展的预制纤维集成来实现透气和疏水性能。

➣创新点2：以导电MMP纤维和铝箔构建的纤维基摩擦发电机(TENG)，最大开路电压为20.1 V，短路电流为0.92 μA，功率密度为0.16 mW m−2。纤维基TENG超过 100 次弯曲的情况下稳定电能输出，而电压信号无明显衰减。https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108291

6、中科院上海硅盐所温兆银教授团队Chem. Eng. J. ( IF 16.744 )：原位三维交联SnSb@CNF/CNT用于长周期循环钠离子电池的负极

➣挑战：合金基材料由于其相对较大的钠储存比容量和低放电平台，广泛用于钠离子电池(SIB)负极。然而，缓慢的离子传输动力学和循环过程中巨大的体积变化造成颗粒粉碎和团聚，导致电极结构的崩溃和循环性能的恶化。

➣方法：中科院上海硅酸盐研究所温兆银教授团队设计并合成了三维交联碳纳米管-穿插SnSb@CNF集成结构(SnSb@CNF/CNT)。

➣创新点1：在这种巧妙的纳米结构中，CNF框架之间分布的CNTs起到了电子传递和扩散的“桥梁”作用，提高了正极材料的导电性，缓解了SnSb合金颗粒的聚集，N掺杂CNF作为外部框架，有效地缓解了急剧的体积膨胀，保持了体系的完整性。

➣创新点2：该材料可直接用作SIBs的负极，在0.5 A/ g的电流密度下，循环700次后，表现出210 mAh /g的超长循环性能，在1 A/ g 的高电流密度下，循环1000次后，甚至达到161 mAh /g，并具有几乎100%的超高容量保持率，以及卓越的高倍率性能（470 mAh /g，返回电流密度为 0.05 A/g）。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142289