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丁彬、胡金莲、杨维清、闫建华等人关于“纳米纤维”的5篇最新研究成果
2023/7/24 16:55:41 易丝帮

导语

本期内容精选了东华大学丁彬教授、香港城市大学胡金莲教授、西南交通大学杨维清教授、东华大学闫建华教授、四川大学张楚虹教授团队的5篇研究成果。主要介绍了电纺纳米纤维在摩擦纳米发电机、吸波材料、能源催化以及传感器等方面的应用进展,供大家了解学习。

 

1、香港城市大学胡金莲教授Nano Energy ( IF 17.6 ):生物相容性抗菌全纺织结构摩擦纳米发电机用于自供电触觉传感


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➣背景:随着尖端技术的快速发展,自供电透气可穿戴电子纺织品因其便携、方便的电源而受到广泛关注。

 

➣方法:香港城市大学胡金莲教授团队采用MXene掺杂PVDF (P/M)纳米纤维作为摩擦负极材料,抗菌Ag纳米颗粒修饰尼龙6,6 (Ag@尼龙 6/6)纳米纤维作为摩擦正极材料,构建了一种生物相容性和抗菌全纺织结构的摩擦电能量收集和触觉传感TENG。

 

➣创新点1:将制备好的P/M纳米纤维薄膜与摩擦正性Ag@尼龙 6/6纳米纤维配对制成TENG,其输出电压为362 V,输出电流为38.5 μA。

 

➣创新点2:基于Ag@尼龙6,6和P/M纤维膜的自供电触觉传感器实现了来自不同动脉的超灵敏运动和脉冲检测,所制备的触觉传感器阵列在智能可穿戴键盘和高分辨率触觉映射方面的应用显示出巨大的潜力。

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108734

 

2、西南交通大学杨维清教授团队Mater. Horiz. ( IF 13.3):利用三维梯度结构调制压电复合材料的压电性和机械强度


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➣挑战:先进的柔性电子设备需要满足佩戴舒适性和数据准确性。压电复合材料具有潜在的应用前景,但相互制约的机械强度和电输出限制了它们的进一步应用。

 

➣方法:西南交通大学杨维清教授和邓维礼副教授,通过非平衡工艺与改进的静电纺丝和热压工艺相结合,设计了一种梯度 PMN-PT/PVDF 纳米复合材料,以调节压电输出和机械强度。

 

➣创新点1:由于PMN-PT/PVDF纳米复合材料独特的三维梯度分布,其机械强度(830 MPa)和压电性能(1.08 V)均显著高于随机分散的纳米复合材料。

 

➣创新点2:这些梯度结构的研究为理解纳米复合材料与结构相关的力学和电学行为提供了新的机会,为纳米复合材料的综合性能设计提供了支持。

https://doi.org/10.1039/D3MH00603D

 

3、东华大学闫建华教授团队 Chem. Eng. J.( IF 15.1 ):缺陷TiO2纳米纤维的合成及其在能源和催化方面的应用研究进展

 

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➣挑战:TiO2纳米纤维(NFs, <1000 nm)具有一维(1D)结构、表面活性位点可调节、优异的电化学和光化学性质、无毒、低成本等优点,在催化和储能等多个领域引起了人们的极大兴趣。然而,由于宽带隙(3.0-3.2 eV)和化学惰性等固有缺点,它们的电化学和光化学性能受到很大限制。

 

➣详细内容1:东华大学闫建华教授发表综述,首先总结了目前常用的几种制备缺陷型或黑色型TiO2纳米纤维的合成方法和缺陷工程策略,然后详细阐述了缺陷型TiO2纳米纤维在光催化、电催化、电化学储能与收获等方面的应用进展。

 

➣详细内容2:最后,提出了缺陷型TiO2纳米纤维未来发展面临的主要挑战。该综述为设计高性能、高强度、具有良好能量和催化应用前景的缺陷型TiO2纳米纤维提供指导。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144831

 

4、四川大学张楚虹教授团队Small Methods ( IF 12.4 ):静电纺高双取向柔性压电纳米纤维用于各向异性响应智能传感

 

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➣挑战:柔性压电能量收集器(PEHs)因其可穿戴性、透气性和可持续的自供电而受到广泛关注。然而,现有的薄膜PEHs不能识别不同弯曲方向的力,限制了它们在可穿戴电子产品和人工智能中的应用。

 

➣方法:四川大学张楚虹教授和刘新刚副教授首次将压电各向异性BaTi2O5纳米棒(BT2-nr)引入具有双取向结构的压电聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维中,在静电纺丝过程中BT2-nr均匀排列在PVDF纳米纤维中,构建了织物PEH。

 

➣创新点1:双取向特征赋予柔性PEH各向异性,可以灵敏地识别不同弯曲方向(例如,垂直弯曲、平行弯曲或沿纤维方向扭转45°)的力。

 

➣创新点2:含有 15 wt.% BT2-nr 的复合材料 PVDF/BT2 PEH 可提供 31.2 V 的最佳压电输出和 5.22 VN-1的高灵敏度。所研制的各向异性PEH可作为自供电压力传感器用于人体运动的多模态智能生物监测。

https://doi.org/10.1002/smtd.202300701

 

5、东华大学丁彬教授&李召岭教授Carbon ( IF 10.9 ):静电纺碳纳米纤维电磁波吸收材料的最新进展


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➣挑战:随着电信的快速发展和电子产品的广泛使用,电磁波(EMW)辐射污染已成为个人医疗保健、信息安全和军事隐身领域的环境问题或安全威胁。然而,开发轻量化、柔性和高效的EMW吸收材料,以减轻宽频率范围内的不利干扰,是非常需要的,但也是具有挑战性的。

 

➣主要内容:东华大学丁彬教授&李召岭教授发表综述,系统地总结了通过静电纺丝方法制备不同纳米结构的碳纳米纤维膜的最新进展。

 

➣详细内容:对EMW的吸收机理、制备工艺、性能表征、实际应用、存在的问题和未来前景进行了详细的论述。这篇综述可能为相关研究领域的潜在读者提供有用的和有指导意义的信息。

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.118300

 

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