导语

本期内容，易丝帮精选了东华大学王宏志教授团队、东华大学刘天西教授和内布拉斯加大学医学中心谢敬伟教授在期刊《Nature Communications》发表的3篇顶刊文章。主要介绍了微/纳米纤维在电子器件、组织工程和服装面料等方面的研究进展，供大家了解学习。

1、东华大学王宏志教授&侯成义研究员：摩擦电微弯曲敏感纤维电子器件

➣挑战：开发光纤电子学为在人体内建立多节点分布式网络提供了一种实用方法，特别是摩擦电纤维。然而，由于生理信号的内在变异性和微妙幅度，在个体和场景之间存在差异，因此实现用于监测微生理活动的光纤电子技术仍然具有挑战性。

➣方法：东华大学王宏志教授&侯成义研究员提出了一种基于鞘芯纤维动态稳定性模型的技术方法，将纳米纤维屈曲和离子传导机制相结合，形成微弯曲敏感纤维。其中，采用共轭静电纺丝法，将TPU纳米纤维均匀缠绕在EVA纤维上。这提高了屈曲纳米纤维网络的动态稳定性。

➣创新点1：该方法提高了信号传输过程的精度，从而提高了灵敏度(在0.1 mm⁻¹的超低曲率下可检测信号；在10°弯曲范围内挠曲系数>21.8%)和纤维在微弯曲下的坚固性。

➣创新点2：此外，还开发了可扩展的制造工艺，并确保与现代编织技术的兼容性。通过结合精确的微曲率检测，微弯曲敏感纤维充分发挥了各种微妙生理诊断的潜力，特别是在监测纤维上肢肌肉力量，用于康复和训练。

https://doi.org/10.1038/s41467-024-46516-0

2、东华大学刘天西教授&樊玮教授：快速、规模化生产用于超薄调温衣服的交联聚酰亚胺气凝胶纤维

➣挑战：聚酰亚胺气凝胶纤维有望成为智能热管理织物，但由于凝胶动力学缓慢和主链强度较弱，其规模化生产面临挑战。

➣方法：东华大学刘天西教授&樊玮教授通过紫外增强动态凝胶策略，通过湿纺和常压干燥来快速、可扩展地制造交联聚酰亚胺（CPI）气凝胶纤维。

➣创新点1：这种策略使得光敏聚酰亚胺能够快速溶胶-凝胶转变，产生强交联的凝胶骨架，有效保持纤维形状和多孔纳米结构。可在7 h内连续生产高比模量（390.9 kN m kg⁻¹）的CPI气凝胶纤维（长度数百米），比以前的方法更有效（>48小时）。

➣创新点2：此外，CPI气凝胶织物表现出与羽绒几乎相同的保暖性能，但厚度约为羽绒的1/8。该策略为快速、可扩展地制造用于个人热管理的超薄织物开辟了广阔的前景。

https://doi.org/10.1038/s41467-023-43663-8

3、内布拉斯加大学医学中心谢敬伟教授：含有双尺度纤维和用于组织再生的多节网络的机械弹性混合气凝胶

➣挑战：尽管气凝胶具有脆性和低弹性，但其结构和设计灵活性使其在软组织工程中具有很大的应用前景。增加交联密度可以改善材料的力学性能，但也会增加材料的脆性。

➣方法：内布拉斯加大学医学中心谢敬伟教授使用静电纺丝、湿法纺丝、纤维切割、冷冻干燥和交联的组合方法开发了混合气凝胶，它由微纤维和纳米纤维的自我增强网络组成。

➣创新点1：优化后的混合气凝胶具有高比拉伸模量(~1961.3 MPa cm³ g⁻¹)和断裂能(~7448.8 J m⁻²)，同时表现出超弹性特性，形状恢复速度快(~1.8 s)。

➣创新点2：在大鼠皮下植入后，这些气凝胶可诱导组织快速向内生长、细胞外基质沉积和新生血管形成。此外，可以通过微创手术将其应用于软组织工程，混合气凝胶可以扩展其多功能性，使其具有磁响应或导电性，从而实现压力传感和致动。

https://doi.org/10.1038/s41467-024-45458-x