导语

本期内容，易丝帮精选了香港城市大学楼雄文教授、北京化工大学于乐教授、北京科技大学王宁教授&曹霞教授、电子科技大学李廷帅副教授和郑州大学郭峻岭副教授、卢思宇教授等团队在《Advanced Materials》发表的5篇顶刊论文。主要介绍静电纺丝技术在高效催化剂、锌金属电池、多功能纺织品、锂硫电池等方面的研究进展，供大家了解参考。

1、香港城市大学楼雄文教授&杨嘉睿：电纺丝+水热法合成 Sr₁₋δIrMnOₓ催化剂，实现高析氧反应活性与长期稳定性

➣挑战：质子交换膜水电解槽是高效制氢核心设备，其阳极酸性 OER需高稳定性、高活性催化剂，而铱基氧化物是目前唯一能同时满足这两个要求的材料。Ir 资源稀缺导致催化剂成本过高，商业化受阻；同时，传统策略难以同时实现低 Ir 负载、高活性、高稳定性的 “电催化剂三难问题”。

➣方法：香港城市大学楼雄文教授、杨嘉睿团队采用静电纺丝法合成了多孔SrMnO3纳米纤维，利用水热过程中Sr 的选择性浸出原位合成Sr₁₋δIrMnOₓ催化剂。

➣创新点1：原位表征和理论计算阐明了不同组分的关键作用：Sr促进了短程有序结构的形成，增强了OER活性；Mn抑制晶格析氧机制（LOM），提高OER稳定性；SrMnO3衬底作为Sr和Mn的来源，同时作为支撑层减少Ir负载。

➣创新点2：该催化剂最终实现221 mV@10 mA cm⁻² 的过电位、≈1000 h 的长期稳定性及约21% 的低 Ir 负载，成功解决传统铱基催化剂的应用瓶颈，为质子交换膜水电解槽（PEMWE）阳极催化剂商业化提供新方案。

https://doi.org/10.1002/adma.202515749

2、北京化工大学于乐教授&杨雪等人：将COFs中空微纤维集成在铜箔上，助力可充电水性锌金属电池

➣挑战：由于具有成本效益、高倍率性能和安全性，可充电水锌金属电池是未来电网规模储能的理想选择。然而，水合Zn2+离子的缓慢溶解通常会导致锌枝晶生长失控和锌金属阳极（ZMAs）上的有害副反应。

➣方法：北京化工大学于乐教授、杨雪与济南大学原长洲教授、安徽大学吴明在教授合作，报道了一种在铜箔表面构建共价有机框架（COFs）集成中空微纤维的材料（HMCOF-Cu），将其用作具有梯度设计的锌金属阳极宿主。

➣创新点1：HMCOF中的C=O可与[Zn (H₂O)₆]²⁺中的水分子发生强相互作用，从而加速水合Zn²⁺的脱溶剂化过程；此外，三维HMCOF 网络借助毛细管效应，既能加快Zn²⁺的扩散速率，又能容纳锌沉积/剥离循环中产生的体积形变。

➣创新点2：同时，该材料的梯度设计（顶部为脱溶剂化层，底部为亲锌铜基底）可诱导锌自下而上沉积，实现无枝晶锌金属阳极。

➣创新点3：以 HMCOF-Cu 为宿主时，锌电极在 10 mA cm⁻² 的电流密度下可实现稳定的锌沉积/剥离过程，循环时长超 2500 小时；此外，基于 HMCOF-Cu@Zn 阳极与铵离子插层钒氧化物阴极构建的全电池，在 10 A g⁻¹ 的电流密度下循环超 7000 次，仍保持良好的长期稳定性。

https://doi.org/10.1002/adma.202517197

3、北京科技大学王宁教授&曹霞教授：仿生Janus蜘蛛网纳米纤维膜，用于多功能可穿戴设备

➣挑战：开发集非对称润湿性、透气防水、抗菌活性和能量收集能力于一体的多功能膜对于智能纺织品和医疗防护设备至关重要，但平衡稳健性、环境适应性和能量转换效率仍然具有挑战性。

➣方法：北京科技大学王宁教授、曹霞教授团队通过同步静电纺丝-静电喷涂聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF - HFP）和聚酰胺6（PA6）设计了一种具有蛛网状分层结构的仿生Janus纳米纤维膜。

➣创新点1：该设计实现了双尺度润湿性（疏水/亲水不对称），83.6%的孔隙率和机械耐久性（2000次弯曲后99%的结构完整性）。它实现了智能环境调节（在1 kW/m²太阳照射下的7.4℃热梯度），而电场增强设计比被动扩散加速了20%的水输送。

➣创新点2：它的摩擦电性能超过了现有的透气膜（177.5 V开路电压，0.63 W/m2功率密度，超过10,000个周期的稳定输出），实现了可编程人机交互的加密莫尔斯电码通信。

➣创新点3：该层次化结构对大肠杆菌（E. coli）的抑菌效果为99.92%，对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的抑菌效果为100%，对金黄色葡萄球菌（S. aureus）的抑菌效果为95%。通过与卷对卷制造兼容的可扩展、低成本工艺，这种方法有望在下一代可穿戴医疗保健和保护系统中实现工业集成。

https://doi.org/10.1002/adma.202516022

4、电子科技大学李廷帅副教授等人：Co掺杂调控 CuAl₂O₄₋δ的晶体结构，构建无序四面体-八面体结构纳米纤维催化剂

➣背景：调节局部配位环境可以优化硝酸还原氨（NO3RR）的电子结构和反应途径，有利于提高催化活性和选择性。

➣方法：电子科技大学李廷帅副教授、四川大学郭孝东教授、湘潭大学郭浩然合作，通过Co 掺杂调控 CuAl₂O₄₋δ（CAO）的晶体结构，构建出无序四面体-八面体结构的 Cu₁₋ₓCoₓAl₂O₄₋δ（CCAO）纳米纤维催化剂。

➣创新点1：该结构可通过 Co-Al 轨道相互作用降低水分解能垒以促进活性氢（H）供应，同时 Co 掺杂诱导的*氧空位（Vos） 增强 NO₃⁻吸附并储存H，Cu-Vo 协同作用促进NO₃转化为NO₂⁻，Co-Cu 界面电子转移抑制析氢反应（HER）。

➣创新点2：30% Co 掺杂的 Co-3 催化剂表现最优，在中性介质中实现92.00% 的法拉第效率和27.86 mg h⁻¹ mg⁻¹ cat.的 NH₃产率，且具备 120 小时长期电化学稳定性。

➣创新点3：密度泛函理论（DFT）计算证实其电势决定步（PDS，*NO₂→*NO）的自由能仅为 0.05 eV，远低于纯 CAO 的 0.29 eV，结合原位拉曼、差分电化学质谱（DEMS）等实验验证了反应路径与机制。

https://doi.org/10.1002/adma.202517303

5、郑州大学郭峻岭&卢思宇&邵国胜等人：超轻、双功能、易浸润宿主材料，用于 502 Wh/kg 锂硫电池

➣挑战：开发兼具超轻质量、双功能、易浸润特性的宿主材料，是构建 500 Wh/kg 电池级锂硫电池的关键策略。边缘掺杂碳因轻质且具双功能成为稀缺候选，但传统制备（增大比表面积或形成微孔/中孔）会损害其贫电解液下的润湿性。

➣方法：郑州大学郭峻岭副教授、卢思宇教授、邵国胜教授与武汉理工大学刘金平教授合作，提出一种位阻效应诱导策略，以含硼碳点（BCDs）为杂原子引入剂，在碳纳米纤维（CNF）上构建了丰富的边缘 B 掺杂位点，制备出超轻、双功能且易浸润的 BCDs@CNF 宿主材料。

➣创新点1：该宿主兼具高效催化硫反应与锂沉积/剥离的双功能，解决了锂硫电池（LSBs）在低电解液/硫比（E/S）、低负极/正极容量比（N/P）下的多硫化物穿梭、锂枝晶生长等问题。

➣创新点2：基于此材料的 2 Ah 软包 LSB，在高硫载量（≈8 mg cm⁻²）、低 E/S（≈2 μL mg⁻¹）和低 N/P（2）的实用条件下，实现了 502 Wh kg⁻¹ 的高能量密度，且循环稳定性优异，为高能量密度 LSBs 的实用化提供了新路径。

https://doi.org/10.1002/adma.202518154