导语
为了帮助大家快速了解静电纺丝技术的发展及其最新应用进展。本期内容,易丝帮精选了2023年静电纺丝领域发表的6篇高质量综述文献。主要介绍了电纺纳米纤维在分离膜、纳米发电机、柔性电子、电池隔膜和微波吸收材料等方面的最新进展,供大家了解学习。
1、东华大学朱美芳院士团队Acc. Mater. Res.:用于分离的电纺纳米纤维复合膜
➣挑战:受静电纺丝液流变特性不稳定的限制,很难稳定连续地制备平均直径<100 nm的纳米纤维,这使得静电纺丝纳米纤维膜的分离应用仅限于微过滤、空气过滤或用作膜基质。为了充分利用电纺纳米纤维膜,开发了电纺纳米纤维复合 (ENC) 膜以提高和优化其选择性、渗透性和其他分离性能。
➣主要内容:东华大学朱美芳院士和王雪芬教授总结了ENC膜设计和制备的两种组合策略。一种是基于组分组合,将功能组分均匀或异质地混合在纤维基体中或改性在纳米纤维表面。另一种称为界面结合,通过界面沉积或界面聚合在静电纺丝膜上制备功能性皮肤层,构建选择性屏障。
➣详细内容1:系统地讨论了两种组合策略的具体制备方法。此外,还对这些方法制备的ENC膜的结构特点和分离性能进行了比较和分析,阐明了它们的优点和应用范围。
➣详细内容2:重点介绍了ENC膜的六个应用,包括吸附、膜蒸馏、油水乳液分离、纳滤、血液透析和渗透蒸发。最后,总结了ENC膜在工业制造、机械强度和界面附着方面面临的挑战,并展望了其未来的发展。
https://doi.org/10.1021/accountsmr.2c00219
2、浙江大学阎芙洁&王奕Nano Energy:静电纺纳米纤维基摩擦纳米发电机的开发与应用
➣背景:自2012年以来,摩擦纳米发电机(TENG)作为一种可再生能源收集和利用技术,在可穿戴电子设备、便携式自供电系统和人机界面的发展方面迎来了新的浪潮。电纺纤维具有均匀性好、孔隙率大、比表面积大等优点,为TENG的摩擦电层提供了新的选择,可以显着提高TENG的摩擦电效应和耐磨性。
➣主要内容:浙江大学阎芙洁研究员&王奕研究员发表综述,介绍了 TENG 的结构和基本机制,同时介绍了电纺纤维的制备和形成的影响因素,及其作为 TENG 摩擦电极的优势。
➣详细内容:重点介绍了电纺纳米纤维材料在声学传感器、人体运动传感器、防伪加密、气体检测、空气过滤器等方面的应用。此外,还讨论了电纺纳米纤维与二维纳米材料混合作为电极,来提高纳米材料的输出性能,这将有助于促进该领域的进一步发展。
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108444
3、苏州纳米所张珽研究员Prog. Mater. Sci.:全面总结电纺纤维柔性电子
➣背景:电纺纤维具有优异的力学性能和可调控的物理化学性能,在用于制造新兴的柔性电子产品方面展示出巨大的前景。在2022年,发表的关于电纺纤维柔性电子的研究占比柔性电子整个领域超过2.5%。然而,关于电纺纤维柔性电子的高水平综述文章依旧缺乏。
➣主要内容:中科院苏州纳米所张珽研究员和德国拜罗伊特大学的Seema Agarwal教授和Andreas Greiner教授合作发表综述,全面回顾了基于静电纺丝的柔性电子,包括电纺技术简介、电纺纤维多样性、电纺纤维电子器件集成策略和各种器件平台。
➣详细内容:作者介绍了电纺纤维柔性电子研究背景、静电纺丝技术和电纺纤维、关于电纺纤维柔性电子平台、电纺纤维柔性电子器件的功能集成、电纺纤维柔性电子的应用场景、电纺丝纤维的柔性电子总结和展望。
https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2023.101139
4、上海理工大学余灯广教授The Innovation:静电纺丝喷头:可见世界和不可见纳米结构之间的桥梁
➣背景:静电纺丝在纳米纤维基结构的制造中具有很大的优势,这得益于静电能和喷丝器上工作流体之间的有效相互作用。作为流体和能量的汇聚点,喷丝头的结构在工作过程和纤维结构的中具有重要作用。
➣主要内容:上海理工大学余灯广教授和宋文良博士发表综述,从传统电纺喷头设计的局限,喷丝头的仿生元素,以及所得纤维的先进应用,三个方面介绍了纳米结构背后的电纺仿生设计。
➣详细内容1:从“猪鼻子”结构中受到启发,设计的纺丝头可制备出具有一鞘双芯且分离的纳米纤维,该纤维具备巨大的载药控释和生物医用潜力。
➣详细内容2:静电纺丝喷丝器的仿生设计为制备具有多种形态的非常规纤维提供了新的可能,如单中空纤维、分离芯纤维、双通道、三通道、四通道甚至更多通道的中空纤维以及微管纳米线。
https://doi.org/10.1016/j.xinn.2023.100381
5、青岛大学龙云泽教授&张俊教授:静电纺锂离子电池负极和隔膜材料的研究进展
➣背景:目前大多数研究都集中在组装电池的性能上,对电池测试之外的材料选择和制备工艺仍需要进行研究审查。此外,静电纺丝技术用于锂离子电池的改进和产业化的介绍还比较少。
➣主要内容:青岛大学龙云泽教授和张俊副教授团队发表综述,重点介绍了静电纺丝纳米材料在锂离子电池负极和隔膜方面应用的最新进展。此外,静电纺丝可以用于制备钠/钾离子电池和固态电池的材料。最后,对静电纺丝技术的商业化、电池产业化的前景以及锂离子电池和其他替代材料的未来发展进行了讨论。
https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113939
6、同济大学陆伟教授团队Chem. Eng. J.: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