导语

本期内容，易丝帮精选了东华大学朱美芳院士、天津工业大学康卫民教授、东南大学代云茜教授、北京大学侯仰龙教授和南京工业大学孙世鹏教授团队最新研究成果。主要介绍了纳米纤维气凝胶用于隔热、纳米纤维构建固态电解质、静电纺丝制备催化剂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团队Adv. Mater.：具有优异机械性能的仿生纳米复合气凝胶，在极端条件下实现超隔热性能

➣挑战：介孔二氧化硅气凝胶，由于其超低的导热性，成为应用最广泛的保温材料。然而，在实际应用中，它们仍然存在机械脆性和结构不稳定性的问题。

➣方法：东华大学朱美芳院士&成艳华报道了一种通过在层状纤维素纳米纤维网络中，原位生长无机矿物的珍珠层仿生纳米复合气凝胶。

➣创新点1：无机-有机组分的多尺度结构适应性，使纳米复合气凝胶在环境压力干燥过程中，具有快速的构型恢复能力，并且该气凝胶还展现出了超低的热导率（在1.0个大气压下为17.4 mW m⁻¹ K⁻¹）。

➣创新点2：该气凝胶集成了高压缩刚度、超弹性（即使在车辆（1.6 t）压碎的情况下，也能防止静态和动态应力开裂），以及高弯曲灵活性以适配任何表面。此外，它们在较宽温度范围（-196至200°C）的疲劳应力/应变循环下，表现出良好的结构稳定性。

https://doi.org/10.1002/adma.202300813

2、天津工业大学康卫民教授团队Small：三维卷曲纳米纤维@陶瓷纳米线构建高性能复合固态电解质

➣挑战：锂离子电池具有电压高、能量密度高、电化学窗口宽等特点，在众多储能设备中脱颖而出。然而，传统的液态电解质，使锂离子电池存在严重的安全隐患，严重限制了其在各个领域的进一步发展和应用。

➣方法：天津工业大学康卫民教授&邓南平副教授将三维卷曲的磺化聚醚砜-聚氧化物(C-SPES/PEO)纳米纤维膜和钴酸镧(LaCoO₃)纳米线，共同掺杂到PEO基体中，获得了用于全固态锂金属电池(ASSLMBs)的复合固态电解质(C-SPES-PEO-LaCoO₃)。

➣创新点1：在保证电解质力学性能的前提下，陶瓷纳米线渗透到三维卷曲的SPES纳米纤维中而不被阻挡，通过形成三维连续的有机-无机离子传输通道，可以促进离子的快速传输。

➣创新点2：制备的电解质在30°C时具有2.5 × 10⁻⁴ S cm⁻¹的优异离子电导率。密度泛函理论计算表明，LaCoO₃纳米线和三维卷曲的C-SPES/PEO纤维有助于Li⁺的移动。

https://doi.org/10.1002/smll.202301521

3、东南大学代云茜教授Small：静电纺丝法设计抗烧结纳米催化剂

➣挑战：几纳米或更小的贵金属纳米颗粒、簇和单原子在非均相催化转化中，作为催化剂尤为重要。减小金属尺寸增加了暴露在其表面的原子数量，从而提高了质量负载方面的催化效率。然而，烧结是金属催化剂失活的一个主要问题。

➣方法：东南大学代云茜教授在CeO₂纳米立方(m-CeO₂)修饰的电纺丝CeO₂纳米纤维上，证明了双约束策略可以稳定2.6 nm-Pt簇，防止烧结。

➣创新点1：热力学上，在CeO₂纳米立方的帮助下，多晶CeO₂纳米纤维本来不规则的表面变得光滑，在相对均匀的表面上，提供相邻的化学势差减小的Pt团簇。在动力学上，Pt簇在物理上被限制在CeO₂纳米立方体内。

➣创新点2：即使在高密度下，Pt团簇也可以稳定到800°C，远远超过其Tammann温度，而没有观察到尺寸的增长或迁移。这种抗烧结的催化体系，在500℃老化后对硝基苯酚加氢反应和700℃以上高温下，促进烧结的放热氧化反应都具有增强的催化活性。

https://doi.org/10.1002/smll.202300547

4、北京大学侯仰龙教授ACS Mater. Lett.：柔性 Co₉S₈-碳纳米纤维用于锂离子电池，并探索其储能机制

➣挑战：具有优异理论比容量和中等工作电压的转换型负极，是下一代高性能锂离子电池（LIBs）负极的潜在解决方案。然而，转化型负极的实际应用，受到转化反应动力学缓慢和转化反应机理不明确的限制。

➣方法：北京大学侯仰龙教授通过静电纺丝策略巧妙地设计和合成了具有独特神经节状结构的柔性Co₉S₈ -碳纳米纤维复合泡沫(Co₉S₈@CF-700)。

➣创新点1：作为LIB负极，碳纳米纤维网络具有优异的导电性、高可逆的附加容量和优异的缓冲能力，增强了柔性Co₉S₈@CF-700的转化反应动力学。

➣创新点2：结合原位x射线衍射(XRD)和原位磁强计技术，提出了一种综合的高时空分辨率原位测量系统，并应用该系统揭示了Co₉S₈@CF-700的吸附-转换-空间电荷/插层锂存储机理。

https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.3c00199

5、南京工业大学孙世鹏教授团队Chem. Eng. J.：具有可调润湿性的同轴静电纺丝纳米纤维，用于构建有机溶剂纳滤膜

➣挑战：耐溶剂性和高选择性一直是有机溶剂纳滤领域所追求的目标。不溶性聚酰亚胺纳米纤维膜具有优异的耐溶剂性。但其较高的疏水性，限制了水性胺单体在界面聚合过程中的均匀扩散，导致与酰基氯反应不均匀，选择层存在缺陷。

➣方法：南京工业大学孙世鹏教授&曹雪丽副教授采用同轴静电纺丝技术，在壳层中加入胺化多壁碳纳米管，构建了核-壳纳米纤维基底。

➣创新点1：该策略在不牺牲稳定性的前提下，赋予了纳米纤维基底可调的润湿性。从而保证了通过界面聚合(IP)一步构建无缺陷的纳米纤维薄膜复合膜。

➣创新点1：通过主客体化学和IP的耦合，将葫芦[n]脲嵌入到聚酰胺网络中，提供了更宽的溶剂运输通道，在不牺牲选择性的情况下实现了四倍的甲醇渗透率(22.34 L·m⁻²·h⁻¹·bar⁻¹)。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142880