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朱美芳院士、顾军渭教授、余彦教授、崔文国教授等人5篇“静电纺丝”顶刊文章!
2024/3/12 14:03:01 易丝帮
导语

本期内容,易丝帮精选了东华大学朱美芳院士团队 《Nano Today》、西北工业大学顾军渭教授《Adv. Funct. Mater.》、中国科学技术大学余彦教授《ACS Nano》、北京大学邹如强教授《Adv. Mater.》和上海交通大学医学院崔文国教授《Science Bulletin》的5篇“静电纺丝”顶刊文章。主要介绍了静电纺纳米纤维在生物医用支架、微波吸收、电池材料等方面的研究进展,供大家了解学习。


1、东华大学朱美芳院士团队 Nano Today ( IF 17.4 ):一种Janus纳米纤维支架,可促进肌腱到骨的愈合


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➣挑战:由于目前涉及单缝线或合成支架的治疗方法在实现复杂和异质肌腱和骨骼的真正愈合方面无效,肩袖撕裂和修复在全球范围内提出了重大挑战。


➣方法:东华大学朱美芳院士团队提出并构建了一种具有压电性能和仿生胶原纤维排列结构的Janus纳米纤维支架,以促进肌腱到骨的同时愈合。通过静电纺丝制备聚乳酸/氧化锌(PLLA/ZnO)和PLLA/钛酸钡(PLLA/BTO)的双层纤维,并通过控制转速来调整纤维的排列方向。


➣创新点1:纤维的仿生排列赋予支架显着的拉伸和缝合保留强度,从而满足肌腱-骨愈合的机械需求。ZnO和BTO纳米颗粒在PLLA基体中的集成产生了优异的压电响应,并分别诱导了肌腱和成骨分化。


➣创新点2:PLLA的缓慢降解和特殊的压电特性保证了支架稳定的运动驱动局部电刺激来促进肌腱和骨愈合,这可以通过在大鼠肌腱套撕裂模型中观察到的增强修复效果来证明。

https://doi.org/10.1016/j.nantod.2024.102208


2、西北工业大学顾军渭教授&贵州大学祁小四教授Adv. Funct. Mater. ( IF 19.0 ):项链状中空PAN/碳纳米纤维,增强微波吸收

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➣背景:合理的成分控制和微观结构设计是实现多功能高性能微波吸收剂的有效途径。


➣方法:西北工业大学顾军渭教授&贵州大学祁小四教授通过简单的连续静电纺丝-碳化-蚀刻工艺,设计和构建了项链状中空聚丙烯腈(PAN)/碳纳米纤维。


➣创新点1:通过改变碳化温度,可以有效地调节项链状中空PAN/碳纳米纤维的PAN与碳含量之比,从而实现可调谐的电磁参数和导电损耗容量。


➣创新点2:在此基础上,进一步引入了空心结构,以提高其轻量化、阻抗匹配特性和界面极化损耗能力。项链状中空PAN/碳纳米纤维的频率带宽为6.60 GHz,在1.76 mm处的最小反射损耗为- 44.73 dB。

https://doi.org/10.1002/adfm.202316722


3、北京大学邹如强教授团队Adv. Mater. ( IF 29.4 ):通过辐射冷却和潜热储存实现高效耐热冲击


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➣挑战:辐射冷却技术以其在阳光辐射下的亚环境温度冷却性能而闻名。然而,辐射冷却固有的最大冷却功率限制了物体在遇到热冲击时的性能。


➣方法:北京大学邹如强教授团队提出了一种由辐射冷却和潜热储存同时组成的双功能策略,实现了高效的亚环境冷却和高效的抗热冲击性能。作者采用静电纺丝和吸附压制方法组装双功能冷却器。


➣创新点1:辐射膜的高太阳光反射率和高中红外发射率可使亚环境温度达到5.1°C。在受到热冲击时,与传统的辐射冷却器相比,双功能冷却器表现出39°C的巨大降温和通过等温吸热稳定的低温水平。


➣创新点2:熔融相变材料通过将热冲击热转化为延迟保存来提供热时间传递效应。该策略为保护物体免受热积累和高温损伤铺平了有力的道路,扩展了辐射冷却和潜热储存技术的应用。

https://doi.org/10.1002/adma.202314130


4、中国科学技术大学余彦教授等人ACS Nano ( IF 17.1 ) :无枝晶金属钾电池3D骨架上金属钾的成核和生长机制研究


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➣挑战:设计3D多孔碳质骨架是抑制钾金属枝晶生长和提高钾金属电池循环寿命最有希望的策略之一。然而,金属K在3D骨架上的成核和生长机制尚不清楚,合理设计合适的K主体仍然是一个重大挑战。


➣方法:中国科学技术大学余彦教授团队和浙江工业大学陶新永教授合作,系统地研究了骨架对K的结合能与K的成核和生长的关系。


➣创新点1:高结合能能有效降低成核势垒,减小成核体积,防止枝晶生长,并将其应用于3D集流体的设计。密度泛函理论计算表明,与其他元素(如N、O)相比,P掺杂碳对K的结合能最高。


➣创新点2:K@P-PMCFs (P结合多孔多通道碳纳米纤维)对称电池在碳酸盐电解质中具有2100 h的优异循环稳定性,过电位为85 mV。组装的电池也具有超长循环稳定性(循环1000次后容量保持85%)。

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c00881


5、上海交通大学医学院崔文国教授等人 Sci. Bull. ( IF 18.9) :游动短纤维鼻滴剂,实现脑室内给药


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➣背景:通过血脑屏障给药是治疗中枢神经系统(CNS)疾病的关键因素。利用游动短纤维滴鼻液治疗中枢神经系统疾病,是一种很有前途的策略。


➣方法:上海交通大学医学院崔文国教授和于布为教授等人,受游动鱼类和鼻腔微观结构的启发,通过静电纺丝、均质和随后的多功能改性,将电纺纤维导入游动短纤维滴鼻液中,实现脑室内精确给药,创新性地构建了具有沿鼻黏膜输送药物能力的短纤维滴鼻液。


➣创新点1:该研究首次研制出可直接靶向鼻黏膜,并在鼻腔内游动的游动短纤维性滴鼻液,可有效将药物输送至大脑。


➣创新点2:在体外,游动短纤维滴鼻液具有生物相容性,并通过释放LRRK2抑制剂抑制小胶质细胞的激活。在体内,荧光素酶标记的游动短纤维滴鼻液通过鼻黏膜将LRRK2抑制剂传递到大脑,通过抑制小胶质细胞炎症和改善突触可塑性来减轻败血症相关脑病引起的认知功能障碍。

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c00881


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