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静电纺丝,4篇《Adv. Funct. Mater.》研究新成果!
2024/2/19 14:45:37 易丝帮
导语

本期内容,易丝帮精选了安徽大学王守国教授、东华大学陈志钢教授、哈尔滨工业大学李垚教授、东华大学杨建平教授团队发表在期刊《Advanced Functional Materials》的4篇研究论文。主要介绍了静电纺丝技术在智能功能电子器件、伤口敷料和催化剂等方面的最新研究进展,供大家了解学习。


1、安徽大学王守国教授&何刚教授:基于静电纺丝同轴纳米线的场效应晶体管,用于智能功能电子器件


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➣挑战:近年来,传统的自上而下的硅基电子器件制备策略在技术和经济上受到了挑战。开发具有特殊径向同轴结构的低维金属氧化物半导体纳米线对于构建纳米级、高性能、多模块可积的功能电子产品具有重要意义。


➣方法:安徽大学王守国教授&何刚教授采用简单经济的静电纺丝技术合成了高度有序的In2O3@ZnO同轴NW阵列(CNWA),并组装成场效应晶体管(FET)。


➣创新点1:In2O3 @ZnO圆形异质界面具有较强的载流子流出效率,场效应迁移率(ε FE )得到本质改善,对于高k基材料可以高达202.3 cm 2 V−1 s−1 CNWA FET,其性能超过了迄今为止报道的氧化物基 FET 器件。


➣创新点2:确定了In2O3@ZnO CNWA FET具有优异光电耦合能力的独特结构优势,为此构建了光电检测和人工光子突触器件,并实现了功能仿真。

https://doi.org/10.1002/adfm.202316375


2、东华大学陈志钢教授团队:具有光热增强生物流体引流和灭菌功能的Janus 纳米纤维膜,用于糖尿病伤口愈合

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➣挑战:糖尿病创面难以愈合,创面愈合的关键是渗出液管理和有效消毒。因此,有必要设计一种创新的敷料,有效地聚集过多的伤口渗出液,维持伤口床微环境,从而加速伤口愈合。


➣方法:东华大学陈志钢教授团队受Janus结构荷叶的不对称润湿性启发,通过在聚丙烯(PP)无纺膜表面静电纺丝含有聚多巴胺(PDA)的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,设计了一种仿生不对称Janus膜。


➣创新点1:这种PP/PANx%PDA Janus膜可以通过Janus界面上的接触点,在22秒内将水从疏水性PP层“泵”到亲水性PANx%PDA层。


➣创新点2:在PAN中掺入30wt%的PDA赋予了高光吸收和光热响应性,促进渗出液持续挥发,实现两倍的水置换,并对细菌造成不可逆的损伤。


➣创新点3:由于其结构和抗菌特性,它能有效缓解炎症和细胞纤维化,同时促进胶原沉积。令人印象深刻的是,这种光热增强Janus膜对糖尿病伤口的愈合率高达96.7%,优于传统绷带(59.8%)。

https://doi.org/10.1002/adfm.202315020


3、哈尔滨工业大学李垚教授&赵九蓬教授等人:新型 BST@TPU 膜,可实现高效日间辐射冷却


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➣挑战:被动辐射冷却技术在推动可持续发展方面发挥着不可或缺的作用。虽然基于聚合物的辐射冷却材料的潜力越来越受到人们的认可,但它们经常在长时间的紫外线 (UV) 辐射暴露下降解,从而损害其机械和辐射冷却性能。


➣方法:哈尔滨工业大学李垚教授&赵九蓬教授等人采用同轴静电纺丝方法制备 BST@TPU 膜,该膜具有钛酸锶钡纳米棒 (BST NR) 芯层和热塑性聚氨酯 (TPU) 壳层。


➣创新点1:利用BST NR的紫外线吸收和自由基吸附特性,TPU膜的紫外线稳定性显著提高。此外,高折射率 BST NR 的加入可以补偿由于紫外线吸收而导致的反射率下降。


➣创新点2:经过216小时的连续0.7 kW m-2紫外线照射后,BST@TPU膜的反射率从最初的97.2%略微下降到92.1%。其净辐射冷却功率从初始的125.21 W m−2保持在85.78 W m−2,使TPU膜的使用寿命延长了三倍。

https://doi.org/10.1002/adfm.202315315


4、东华大学杨建平教授:Cu-Fe协同活性位点增强电化学硝酸盐还原动力学


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➣挑战:硝酸盐的电化学转化为硝酸盐污染提供了一种有效的解决方案,也是一种可持续的合成氨生产策略。Cu和Fe双金属电催化剂表现出卓越的硝酸盐(NO3RR)电化学还原反应活性,但传统的制备工艺复杂、耗时长,反应动力学尚不完善,反应机理尚未明确。


➣方法:东华大学杨建平教授团队采用原位电沉积策略,在含铜硝酸盐溶液中进行NO3RR 反应时,诱导铜修饰铁基 N 掺杂碳纳米纤维电极(Fe/Fe3C@NCNFs)的铁活性位点。


➣创新点1:利用Cu─Fe/Fe3C@NCNFs电极的Cu和Fe位点之间的协同作用,使*NO3到*NO2的定速反应具有较高的活性,并降低了随后的脱氧和加氢步骤的能垒。


➣创新点2:经过20次循环后,Cu─Fe/Fe3C@NCNFs的最大NO3─N去除率和N2选择性达到15593.8 mg N g−1 Fe,约为92%。这项工作为高活性双金属电极的设计提供了一条途径,为活性位点构建与NO3RR性能之间的相互作用提供了更多的见解。

https://doi.org/10.1002/adfm.202314461


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