导语
据Web of Science数据库统计,《Chemical Engineering Journal》是静电纺丝领域发表数量较多的期刊之一,最新影响因子为 15.1。本期内容,精选了2023年6-7月发表的6篇关于“静电纺丝”的研究论文分享给大家,供大家了解。
1、中北大学陈彦俊副教授:原位构建珍珠项链状异质结构
➣挑战:Na3V2(PO4)3 (NVP)有望成为钠离子电池的正极材料。然而,较差的电子和离子导电性阻碍了它的发展。传统的合成方法只允许NVP颗粒与碳基衬底之间的非原位结合,导致组合不稳定。
➣方法:中北大学陈彦俊副教授通过静电纺丝和碳热还原的方法,成功地构建了独特的珍珠项链状异质结构。
➣创新点1:项链衬底由CNFs衍生而来,具有独特的一维形态,彼此间桥接良好,可构建高导电性网络。尺寸的缩短为Na+迁移提供了更短的途径,从而改善了动力学特性。
➣创新点2:此外,Zn2+的取代产生了p型掺杂,引入了有利的空穴载流子,提高了离子电导率。
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.145041
2、北京林业大学王堃教授:具有高雾度、导电率和可回收性的多糖基超薄膜
➣挑战:开发一种满足微、细、多性能要求的天然多糖基纳米纤维膜具有重要意义,但仍具有挑战性。
➣方法:北京林业大学王堃教授结合静电纺丝来设计含有聚乙烯醇、植物多糖和甘油的传统纳米纤维膜,在纤维形态发生明显变化后,通过浸泡在深共晶溶剂(DES)中来提高能见度。
➣创新点1:高光学雾度(在550 nm处高达92%)膜具有2.5 MPa的大拉伸应力,是一种可降解和可回收的绿色材料。
➣创新点2:由于DES(氯化胆碱和尿素)的电导率,超薄膜(0.1 mm)以2s的快速响应时间实现了健康监测。
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144933
3、武汉理工大学董丽杰教授:新型智能同轴静电纺丝织物,用于电子领域的高效热界面管理和电磁兼容性
➣挑战:相变材料(PCM)因其能量存储和温度调节特性而引起了广泛关注。然而,相变材料的固液泄漏、低导热性和单一功能阻碍了其在电子设备中的应用。
➣方法:武汉理工大学董丽杰教授采用环保的同轴静电纺丝技术和简单的蒸汽交联制备了聚乙烯醇(PVA)和聚氧聚乙烯/氧化铁(PEO/Fe3O4)基芯鞘纺织品。
➣创新点1:复合相变纤维(CPCFs)和磁性复合相变纤维(MCPCFs)的包封率分别为78.02 wt%和69.11 wt%,相变焓分别为106.96 J g−1和94.75 J g−1。
➣创新点2:该纺织品表现出优异的柔韧性,可以形成复杂的形状。由于其芯鞘结构,CPCF 和 MPCCF 在 100 次热循环中表现出出色的结构和热稳定性。此外,交联可以提高CPCF和MCPCF纺织品的力学性能。
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144854
4、北京科技大学温永强教授团队:pH和淀粉酶双刺激响应型静电纺丝膜
➣挑战:抗菌活性包装由于不能在规定的地点、规定的时间和规定的数量释放抗菌药物而受到限制。因此,有必要开发能够根据储存微环境按需释放抗菌药物的智能释放活性包装材料。
➣方法:北京科技大学温永强教授和朱竹教授将双醛淀粉(DAS)通过希夫碱键接枝到带正电荷的壳聚糖修饰的静电纺丝多孔聚乳酸(PLA)纳米纤维上,设计了pH和淀粉酶双响应释放膜(THY@PLA-COS-DAS)。
➣创新点1:累积释放率证实THY@PLA-COS-DAS在pH 5.0和2 mg/mL葡萄糖淀粉酶条件下,120 h后百里香酚的释放量分别为78.1%和98.6%。更重要的是,分泌实验表明,匍匐茎可以分泌酸和淀粉酶,它们分别促进希夫碱键和糖苷键的断裂,从而响应储存微环境的变化,智能释放百里香酚。
➣创新点2:该pH和淀粉酶双响应释放纳米纤维膜实现了抗菌药物的持续按需释放,经济有效地抑制了腐败微生物,在创新抗菌活性包装材料中具有重要的潜力。
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144473
5、同济大学陆伟教授团队:一维微波吸收材料的静电纺丝技术:基础知识、当前进展和前景
➣背景:在微波吸收(MA)材料的制备方法中,静电纺丝是一种创新的、有前途的一维纳米纤维合成技术。
➣主要内容1:同济大学陆伟教授团队综述了静电纺丝技术的最新进展,重点介绍了静电纺丝制备一维纳米纤维的原理、方法、组分差异吸收剂和前景。
➣主要内容2:综合考虑聚合物溶液的分子量、外加电压和进料速率等因素,讨论了一维静电纺丝纤维吸波技术的研究趋势和独特优势。
➣主要内容3:最后,还强调了一维静电纺丝技术在MA应用方面的潜力。并根据这一新兴领域所面临的挑战和机遇讨论了未来的发展方向。
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144236
6、吉林大学卢晓峰教授等人:低负载和超小Ir纳米颗粒与Ni/氮掺杂碳纳米纤维耦合,在酸性和碱性介质中具有类似Pt的析氢性能
➣挑战:氢气(H2)具有高能量密度和清洁的燃烧产物,是最有前途的绿色能源,在推动可再生能源技术的发展和实现碳中和方面发挥着关键作用。目前,工业制氢的三种典型策略是煤气化、蒸汽甲烷重整和水裂解。然而,这些方法转化效率都较低,且二氧化碳排放量大,造成严重的环境污染。
➣方法:吉林大学卢晓峰教授和福建师范大学于广涛教授合作,采用简单的化学还原沉积方法,在Ni/氮掺杂碳纳米纤维(NCNFs)表面合理构建了低负载、超小的Ir纳米粒子。
➣创新点1:Ni-NCNFs-Ir催化剂具有丰富的电化学活性位点和优异的导电性,在酸性和碱性溶液中均表现出优异的析氢反应活性。制备的0.1Ni-NCNFs-5Ir催化剂具有良好的耐久性。
➣创新点2:理论结果表明,相关的C-和Ir-位点共同促成了Ni-NCNFs -Ir体系的高HER催化性能,并且两个复杂的电子转移过程(Ni → C → N和Ir → C → N)有利于提高电催化性能。
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144481