DOI: 10.1021/acssuschemeng.2c06998

微图案控制的多功能材料在各种应用中获得了极大的关注。特别是，通过静电纺丝电场的变化，可以获得从二维薄片到三维微结构的控制图案。在此，本研究提出了一种新的直写图案化技术，利用电纺丝和电喷雾的组合精确制备可控的多功能纳米纤维材料。将放置在电纺纳米纤维网络上的聚二甲基硅氧烷（PDMS）基牺牲掩模作为背景收集器，以接收连续电喷涂的纳米球。使用基于负图案PDMS的牺牲掩模生成复杂的几何图案，例如简单的图形、数字和字母。使用该技术，成功地以不同的图案制备了由0.05M吡啶G和5wt%普鲁士蓝纳米颗粒嵌入醋酸纤维素纳米纤维组成的双功能纳米纤维复合材料，用于检测和吸附Cs+离子。所制备的复合材料显示出优异的Cs+离子吸附能力，最大值为54.293mg/g，并检测到浓度低至1.0mg/L的Cs+离子。因此，静电纺丝光刻是一种很有前途的多用途技术，可以生成满足各种化学和生物应用的多功能材料。

图1.不同溶液浓度下电喷雾或电纺醋酸纤维素纳米纤维的SEM图像：（a）7、（b）10、（c）15和（d）20wt%。

图2.通过静电纺丝光刻制备柔性图案，如（a）数字、（b）字母和各种形状，包括（c）矩形、（d）圆形、（e）星形和（f）线条。比例尺为1.0cm。

图3.静电纺丝光刻的SEM图像；（a）平面和横截面图像；（b）静电纺丝光刻平面图像；（c）在纳米纤维背景上附着良好的电喷雾纳米球的高分辨率视图；和（d）电纺丝光刻的横截面图像。

图4.Cs+离子检测。（a）在Cs+离子处理前后对图案化CG嵌入纳米球的检测分析，其中比例尺为1.0cm；（b）Cs+离子检测前后的RGB分析；（c）基于不同浓度Cs+离子的RGB定量分析。

图5.Cs+离子去除。（a）Cs+离子吸附的Langmuir和Freundlich等温线；（b）PB嵌入纳米纤维的吸附动力学；（c）伪一阶动力学模型；和（d）伪二阶动力学模型。