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4篇《Advanced Materials》!“静电纺丝&纳米纤维”最新研究成果
2025/9/16 15:06:40 admin

导 语

本期内容,易丝帮精选了东华大学闫建华教授、中山大学附属第三医院何留民教授、清华大学深圳国际研究生院张军研究员和韩国延世大学 Sang‐Woo Kim院士团队在《Advanced Materials》发表的4篇顶刊论文。主要介绍静电纺丝纳米纤维在高效催化剂、多功能神经修复导管、取向纳米纤维压电导管用于神经再生等方面的研究进展,供大家了解参考。


1、东华大学闫建华教授:在1D/2D Bi2WO6异型结上构建0D铋-金属纳米球网络,用于高效光催化降解乙醛


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➣挑战:半导体光催化在降解挥发性有机化合物(VOCs)方面具有巨大的潜力,但由于表面催化活性位点不足、光吸收有限、载流子分离效率差等原因,光催化剂的效率往往较低。


➣方法:东华大学闫建华教授团队受桉树结构的启发,提出了一种选择性还原策略,在由交织的介孔纳米纤维(NFs)和纳米片(NSs)组成的一维/二维Bi2WO6 (BWO)异型结上生长铋纳米球网络。这建立了“表面活性位点-内在缺陷-载流子分离”的协同机制。


➣创新点1:电纺BWO前驱体NFs在空气中煅烧,导致二维NSs沿NFs以有序的间隔排列径向生长,形成1D/2D BWO结构。随后,在H2/Ar还原作用下,Bi3+沿着NF轴和NS角优先还原为Bi⁰,形成一个动态演化的金属缺陷调控系统。


➣创新点2:0D/1D/2D Bi-BWO光催化剂可以快速降解100%的乙醛,并且在5个循环中表现出优异的稳定性。其降解速度比1D/2D BWO快3.5倍,显著优于传统BWO。

https://doi.org/10.1002/adma.202513684


2、中山大学附属第三医院何留民教授&北京化工大学薛佳佳教授:新型多功能神经修复导管,促进脊髓损伤后神经再生


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➣挑战:脊髓损伤复杂的病理反应和损伤内部的多种成分使得脊髓损伤的修复具有挑战性。


➣方法:中山大学附属第三医院何留民教授与北京化工大学薛佳佳教授合作,采用聚己内酯(PCL)纳米纤维膜包裹三明治状水凝胶,制备了一种多功能杂交神经修复导管。


➣创新点1:该三明治结构由透明质酸-移植物-多巴胺(HRR)水凝胶组成,水凝胶负载表皮生长因子(EGF)、神经营养因子3(NT3)和胶质源性神经营养因子(GDNF),两侧是两端含有过氧化氢酶的明胶甲基丙烯酰(GelMA)水凝胶。


➣创新点2:这种混合导管能够在时空上释放多种生物活性因子,精确地靶向脊髓损伤后的关键病理级联反应。这种方法减少了氧化应激,促进了病变边缘的神经元存活,促进了上行和下行轴突的传递,增强了信号在病变中的传递。


➣创新点3:恢复的血清素能信号增强运动神经元的兴奋性,促进功能恢复,而膀胱反射的重建改善尿的控制。

https://doi.org/10.1002/adma.202503479


3、韩国延世大学 Sang‐Woo Kim院士等人:取向纳米纤维压电导管,用于神经再生

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➣挑战:周围神经损伤(PNI)是一个重大的临床挑战,导致严重的运动和感觉功能障碍,以及不可逆的组织萎缩。自体移植物已被普遍用作临床金标准;然而,它受到供体可用性和二次手术要求的限制。


➣方法:韩国延世大学 Sang‐Woo Kim院士等人介绍了一种超声响应、高度取向的压电纳米纤维神经引导导管(APNF - NGC)用于周围神经再生。由静电纺聚乳酸(PLLA)纳米纤维制成的APNF - NGC具有各向异性取向的结构,具有剪切压电性,可提供结构支撑和无线电刺激。


➣创新点1:聚乙二醇(PEG)的掺入调整了机械性能,增加了压电相结晶度,并改善了表面亲水性,从而增强了生物相容性和声压电响应。


➣创新点2:有限元分析和电学评估证实,超声激活APNF - NGC会产生一个轴向电场,促进轴突定向伸长。使用8毫米坐骨神经缺损大鼠模型进行的体内研究表明,APNF - NGC实现了与自体移植物相当的神经再生,并得到了行为、运动功能和组织学评估的综合验证。

https://doi.org/10.1002/adma.202503343


4、清华大学深圳国际研究生院张军研究员:Sn-Sb-CNF膜阳极中的双金属协同作用促进新污染物的电过滤氧化

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➣挑战:新出现的污染物,包括药品和个人护理产品(PPCPs),对水生生态系统和人类健康构成重大威胁。


➣方法:清华大学深圳国际研究生院张军研究员通过新型锡锑掺杂碳纳米纤维膜(Sn-Sb-CNF)阳极,利用双金属协同作用,证明了PPCPs的高效电化学氧化。这种协同作用产生的氧空位作为活性位点,增强了污染物的吸附能力和氧化剂的活化能力。


➣创新点1:Sn/Sb双金属掺杂调节了电子结构,将d带中心从-4.777 eV改变为-2.175 eV,显著降低了反应能垒。这种电子优化有利于电子转移动力学和加速污染物降解。


➣创新点2:由于这种协同作用,Sn-Sb-CNF阳极在30分钟内对多种PPCPs(氧氟沙星(95%)、恩诺沙星(91%)、卡马西平(90%)、对乙酰氨基酚(82%)和布洛芬(96%))具有很高的去除效率(>90%)。


➣创新点3:此外,该膜显示出强大的抗菌活性,在30分钟内实现对四环素耐药大肠杆菌的4倍失活和T7噬菌体的5倍降低。在含抗生素耐药菌的实际废水中,该系统达到62%的矿化率。

https://doi.org/10.1002/adma.202512066


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