导语

本期内容，易丝帮梳理了近期在《Nature Communications》发表的4篇“高性能纤维”最新研究成果。主要介绍了武汉纺织大学徐卫林院士、四川大学李乙文教授团队、美国圣路易斯华盛顿大学Joshua S. Yuan教授、中科院苏州纳米所张珽研究员在柔性水泥纤维、电磁屏蔽、可持续包装、水伏传感等方面的研究进展，供大家了解参考。

1、武汉纺织大学徐卫林院士团队：纤维素辅助湿法纺丝，连续和大规模制造柔性水泥纤维

➣挑战：脆性断裂和易开裂对水泥基复合材料的增韧和加工提出了重大挑战。

➣方法：武汉纺织大学徐卫林院士团队通过纤维素辅助湿纺丝策略，将水泥颗粒原位植入多孔纤维素基质中，实现了水泥基纤维的连续大规模制备。随后的水化过程诱导原位形成坚硬的连续网络，该网络与柔性多孔纤维素骨架相互连接，从而在纤维素支撑的水泥基（CSC）纤维中形成互穿的双网络结构。

➣创新点1：这种结构同时提供了机械强度和韧性。此外，所得到的CSC纤维表现出水化可制造性，可以编织成织物。

➣创新点2：CSC纤维织物具有高韧性和抗冲击性，轻质，低导热性和良好的耐水性，在隔热，抗震高层建筑和耐用建筑材料方面具有巨大的应用潜力。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-61855-2

2、四川大学李乙文教授：高度有序结构的类黑色素纳米纤维，实现超高比电磁干扰屏蔽效率

➣挑战：轻质、高性能的电磁屏蔽材料依赖于精确设计的电磁响应结构。传统的屏蔽材料通常涉及复杂的共轭复合材料或有机材料石墨化的制造，面临着平衡其性能和可加工性的挑战。因此，寻找和设计具有优越加工性能的内在共轭材料是至关重要的。

➣方法：四川大学李乙文教授团队利用5,6 -二羟基吲哚环状四聚体框架，通过调节π -π堆叠来构建高度有序的类黑色素纳米纤维，创新地设计了具有高度有序微观结构的聚合物。

➣创新点1：所得的类黑色素气凝胶具有惊人的微波吸收性能，最大反射损耗为- 68.87 dB，有效吸收带宽为5.25 GHz。

➣创新点2：在x波段，气凝胶的电磁干扰屏蔽效率达到47909.9 dB cm2/g。这项工作首次成功地将黑色素样聚合物扩展到微波光谱中，展示了在电磁场中的巨大潜力。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-62367-9

3、美国圣路易斯华盛顿大学Joshua S. Yuan教授：仿生分层、生态、先进、多功能薄膜，用于可持续包装

➣挑战：塑料污染是最严峻的可持续发展挑战之一。多功能和可生物降解塑料对于理想的报废结果和石化塑料替代都至关重要。目前的生物塑料要么是缺乏机械性能，如聚羟基丁酸酯（PHB）；缺乏室温生物降解性，如聚乳酸（PLA）；或者缺乏创建附加值的功能。

➣方法：美国圣路易斯华盛顿大学Joshua S. Yuan教授团队受天然材料用于食品包装的启发，以及植物叶片自身特性的启示，利用可持续聚合物重构了植物叶片的材料形态。研发了仿生层状、生态、先进、多功能薄膜（LEAFF），它由核心纤维素纳米纤维结构、PLA涂层以及用于使两者界面相容的六亚甲基二异氰酸酯交联剂组成。

➣创新点1：这种仿生复合材料基于天然植物叶片的结构，协同提高了PLA的机械强度，同时使PLA具有快速的环境土壤生物降解性，在5周内实现完全降解。

➣创新点2：该薄膜还具有高透明度和水稳定性，并实现高气体阻隔性能，以提高食品保质期，减少浪费。

➣创新点3：仿生设计展示了LEAFF多层结构的协同优势，以提高机械性能，同时保持可生物降解性，实现广泛应用的多功能性。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-61693-2

4、中科院苏州纳米所张珽：离子传输触发的快速柔性光伏传感

➣挑战：基于固液界面相互作用的水力发电效应为离子传感提供了一条有前途的途径。然而，由于纳米通道中离子扩散平衡缓慢，反应时间长，通常需要几分钟。

➣方法：中科院苏州纳米所张珽研究员、李连辉副研究员团队提出了一种基于快速离子传输的水伏传感新策略。该技术通过优化纳米通道结构、消除重力影响以及引入液-液传输区低阻剪切流机制，显著提升了离子检测速度与灵敏度。

➣创新点1：除了有序纳米通道减少阻力和沿纳米通道方向的重力消除外，提出了半干燥纳米通道中液-液输送区低阻力剪切流动的液体驱动效应，在0.17 s内实现了超过4.0 V的开路电压，比以往的渗透通道工作快了两个数量级。

➣创新点2：所获得的柔性光伏器件具有10−7 ~ 100 M的宽离子传感范围，对NaCl的最大灵敏度可达−1.69 V dec-1，并且具有独特的多维信号，可用于选择性离子传感和汗液电解质监测

http://doi.org/10.1038/s41467-025-63549-1