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俞书宏院士、刘天西教授、熊佳庆教授、戴红莲教授发表4篇“纳米纤维”新成果
2025/3/5 16:47:18 admin

导  语

本期内容,易丝帮精选了中国科技大学俞书宏院士、江南大学刘天西教授、东华大学熊佳庆教授和武汉理工大学戴红莲教授发表的4篇“纳米纤维”顶刊论文。主要介绍纳米纤维在全固态锂金属电池、隔热材料和驱动器等方面的研究进展,供大家了解参考。


1、中国科学技术大学俞书宏院士等人J. Am. Chem. Soc.:4分钟!快速、大量制备芳纶纳米纤维


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➣挑战:对芳纶纳米纤维是纳米尺度上最新的高性能材料之一,由于其难以发现的性能和形成高孔隙率固体的能力引起广泛关注。然而,由于芳纶大分子的强分子间氢键和其他相互作用导致长时间的高腐蚀性溶剂,其可扩展性和可持续性生产存在很大困难。

➣方法:中国科学技术大学俞书宏院士、管庆方教授等人,利用聚合物纳米晶体独特的高效分层,将对芳纶纳米纤维的制备时间减少2520倍(从1周到4分钟),而其浓度可以提高10倍。通过这种分子嵌入诱导的方法,制备了新型带状芳纶纳米纤维。

➣创新点1:多尺度模拟表明,纳米纤维的分层是通过醇类在纳米界面的嵌入而发生的。

➣创新点2:在中试规模试验中,在半小时内成功制备了1000公斤纳米纤维分散体。这些发现证明了芳纶有效回收成多种多功能纳米纤维复合材料的可行性。

https://doi.org/10.1021/jacs.4c18620


2、武汉理工大学戴红莲教授等人Adv. Mater.:光响应型H2S复合系统通过多种途径调控神经再生微环境


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➣挑战:药物输送神经导管在修复再生微环境中发挥作用。然而,传统药物往往无法穿过血液神经屏障,缺乏多功能性,限制了导管治疗的有效性。

➣方法:武汉理工大学戴红莲教授和武汉大学喻爱喜教授开发了一种光响应性硫化氢(H2S)复合神经导管,人工控制H2S释放。

➣创新点1:利用锌-柠檬酸有机金属框架新结构来提高其载药率,实现H2S和Zn2+对神经再生微环境的联合调节。

➣创新点2:H2S和Zn2+可以调节炎症反应和氧化应激,促进线粒体功能恢复和血管生成。此外,取向结构可以促进细胞粘附并引导细胞定向迁移。

https://doi.org/10.1002/adma.202413992


3、江南大学刘天西教授Adv. Funct. Mater.:超弹、热机械稳定的二氧化硅纳米纤维气凝胶,用于太阳能热调节冷却


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➣挑战:由于其独特的超隔热和太阳散射特性,气凝胶在强阳光和高温条件下的亚环境热调节和个人热管理中显示出巨大的潜力。然而,传统的气凝胶在平衡机械灵活性和高温稳定性方面遇到了挑战。

➣方法:江南大学刘天西教授、东华大学张超教授提出了一种简单且可扩展的低温聚合策略,用于制备超弹性和热机械稳健的二氧化硅护套纳米纤维气凝胶。

➣创新点1:气凝胶表现出卓越的机械弹性和热超级绝缘性,即使在 800 °C 的煅烧和直接暴露于 1200 °C 的丁烷火焰中后也能保持高稳定性。通过精确调制太阳光和中红外光,这些气凝胶在极热环境中实现了 96.2% 的高太阳反射率和 97.5% 的大气窗口发射率。

➣创新点2:隔热气凝胶作为节能的太阳能热调节冷却材料,在强烈阳光照射和高温条件下的亚环境中实现了11.4°C的显着降温。

https://doi.org/10.1002/adfm.202425527


4、东华大学熊佳庆教授ACS Nano:对挥发性有机物具有感知能力的全纤维驱动器

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➣挑战:具有实时挥发性有机化合物(VOC)感知能力的软机器人在动态危害检测中具有广阔的应用前景。然而,协调VOC响应驱动与自动感知仍然具有挑战性。

➣方法:东华大学熊佳庆教授、周欣然教授采用共混静电纺丝法合成一种基于氯化碳的溶剂致变色斜晶石作为聚偏氟乙烯的溶剂致变色材料,构建了溶剂致变色压电层,并对聚环氧乙烷纳米纤维反相层进行了连续静电纺丝,得到了对VOCs具有不对称变形响应的溶剂致变色压电双层纳米纤维驱动器。

➣创新点1:该VOC致变色压电驱动器表现出大弯曲曲率(4.63 cm-1),超快响应速度(4.36 cm-1 s-1),200次循环变色无衰弱、1500次循环驱动的高稳定性,并可自主产生压电信号以反映其变形或运动状态。

➣创新点2:该研究证实了VOC可视化、VOC类型和方向检测、光/声报警系统以及一系列VOC响应智能开关、抓手和微型机器人,展示了SCP-BF在VOC动态检测与操控方面的可行性和应用潜力。

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c16330


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