导语

本期内容，易丝帮精选东华大学俞建勇院士、南京大学焦丽芳教授、清华大学张茹范教授等团队发表关于“静电纺丝”最新研究成果。主要介绍了静电纺丝技术在制备高透明碳纳米纤维膜、钠金属负极材料、Pt单原子催化剂、PVDF 中空纤维等方面的最新研究进展，供大家了解。

1、东华大学丁彬教授ACS Nano ( IF 18.027 )：受蜻蜓翅膀启发的高透明碳纳米纤维膜

➣挑战：碳纳米纤维膜(CNFM)材料通常呈黑色且不透明，较差的光学性能严重限制了其在电子皮肤、可穿戴设备和环境技术等新兴领域的应用。然而，碳纳米纤维膜由于其复杂的纤维结构和高的光吸收率，实现高透光率极其困难。

➣方法：东华大学俞建勇院士和王先锋教授团队，受蜻蜓翅膀的启发，利用静电纺丝技术和自行设计的图案衬底，制作了一种仿生TCNFM，目的是构建一个差分电场。

➣创新点1：与无序CNFM相比，合成的TCNFM的透光率提高了约18倍。独立的TCNFMs还具有高孔隙率(>90%)、良好的柔韧性和良好的力学性能。

➣创新点2：本文还阐明了TCNFMs实现高透明度和减少光吸收的机理。此外，TCNFMs具有高的PM0.3去除效率(>90%)，低空气阻力(<100 Pa)和良好的导电性能，包括低电阻率(<0.37 Ω·cm)。

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c02667

2、南京大学焦丽芳教授Adv. Funct. Mater. ( IF 19.924 )：具有梯度亲钠性的 3D Sb 基复合框架，用于超稳定钠金属负极

➣挑战：钠(Na)枝晶易引发安全问题，制约了钠金属电池的实际应用。其根本原因是由于Na金属负极的高活性，可不断诱导界面副反应和Na枝晶生长，导致容量迅速劣化，库仑效率低，甚至内部短路。

➣方法：南京大学焦丽芳教授团队为了提高SMBs的安全性和稳定性，采用界面化学和结构工程相结合的方法，报道了一种嵌入Sb纳米粒子的柔性三维中空多孔碳纤维框架(Sb@HPCNF)。

➣创新点1：具有梯度亲钠性的3D Sb@HPCNF框架可以在5mA cm−2下保持高度可逆的Na镀剥离循环>550 h，并具有24 mV的低过电位。

➣创新点2：此外，使用Na3V2(PO4)3正极和Sb@HPCNF-Na负极的全电池，表现出良好的长期循环稳定性和优异的高倍率性能。

https://doi.org/10.1002/adfm.202301554

3、清华大学张茹范教授等人Appl. Catal. B Environ. (IF 24.319 )：通过定制多孔碳纳米纤维设计铂单原子位的电子结构，用于大规模制氢

➣背景：Pt单原子催化剂由于其超高的催化活性和原子利用率，在高效析氢反应(HER)中具有广阔的应用前景。开发具有最佳电子结构的无粘合剂Pt单原子催化剂的可扩展制备方法，用于大规模制氢仍然是一个严峻的挑战。

➣方法：清华大学张茹范教授等人制作了定制的氮掺杂多孔碳纳米纤维，通过初始微孔捕获和随后优化的氮/碳锚定来支持Pt单原子位点的电子结构。

➣创新点1：制备的Pt单原子催化剂表现出优异的HER活性和良好的稳定性，优于目前最先进的单原子催化剂。

➣创新点2：用于无粘结剂电极的自支撑Pt单原子催化剂，即使在500 mA cm-2下也表现出64 mV的低过电位，表明其在大规模制氢方面具有广阔的应用前景。https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.122898

4、四川大学张楚虹教授Small ( IF 15.153 )：同轴静电纺丝法制备 PVDF 中空纤维

➣挑战：静电纺聚偏氟乙烯(PVDF)压电纤维具有较高的机电耦合性能，在机械能收集和自供电传感方面具有很高的应用潜力。定制纤维形态的策略一直是实现增强压电输出的主要焦点。然而，压电性能与纤维结构之间的关系尚不清楚。

➣方法：四川大学张楚虹教授和刘新刚研究员采用同轴静电纺丝法制备PVDF中空纤维，其壁厚可通过改变内溶液浓度来调节。

➣创新点1：仿真分析表明，随着内径的增大，空心纤维的有效变形增大，导致压电输出增强，与实验结果吻合良好。本研究首次从仿真和实验两方面揭示了PVDF中空纤维形态调控对其压电性能的影响机理。

➣创新点2：最优PVDF中空光纤压电能量采集器(PEH)的压电输出电压为32.6 V，约为PVDF固体光纤PEH的3倍。此外，中空光纤PEH输出的电能可以稳定地存储在二次储能系统中，为微电子供电。

https://doi.org/10.1002/smll.202303285

5、西北工业大学赵雯教授 J. Mater. Sci. Technol. ( IF 10.319 )：静电纺纳米纤维/水凝胶复合材料及其组织工程应用

➣背景：电纺纳米纤维/水凝胶复合材料结合了水凝胶优异的生化性能和电纺纤维的仿生特性，近年来引起了广泛的关注。然而，对电纺纤维/水凝胶复合材料作为组织工程支架的研究，尚缺乏全面的综述。

➣主要内容：西北工业大学赵雯教授系统地综述了电纺纤维/水凝胶复合材料的制备及其在组织工程中的应用。

➣详细内容：首先，对电纺纤维/水凝胶复合材料的制备策略进行了分类和讨论。其次，综述了电纺纤维/水凝胶基支架在组织工程中的应用，涉及皮肤、血管、神经、骨骼等组织工程。最后，对电纺纤维/水凝胶支架材料未来的研究方向进行了展望。

https://doi.org/10.1016/j.jmst.2023.04.015