导语

本期内容，易丝帮精选了四川大学黄青松教授、哈尔滨工业大学邵路教授&程喜全副教授、四川大学杨伟教授以及苏州大学方剑教授团队，在《Nature Communications》上发表4篇“静电纺丝&纳米纤维”的重要研究成果。主要介绍了纳米纤维在油水分离、压电膜、高透明压电薄膜等方面的最新突破，供大家了解。

1、四川大学黄青松教授：动态磁场将 H2SiO3 颗粒转化为内部具有纳米纤维的空心微球

➣挑战：在壳体密封后重组空心微球内部结构，同时不损坏壳体，仍是一大挑战。

➣方法：四川大学黄青松教授展示了一种动态磁场通量搅拌（DMFFS）技术，该技术可以在30秒内将H2SiO3颗粒转化为具有纤维内部的密封SiO2空心微球。该纤维结构由SiO2微/纳纤维（MNF）组成。

➣创新点1：该MNF结构的微球具有低密度（0.1 g cm-3），高透明度（约85.6%），优越的热稳定性（1200°C）和隔热性能。

➣创新点2：荧光添加剂可以均匀地纳入到MNF结构的微球，使独特的和可重复的荧光功能。通过延长搅拌时间或提高磁场强度，可以获得具有纳米纤维内部的密封SiO2空心微球。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-67205-6

2、哈尔滨工业大学邵路教授&程喜全副教授：序贯结晶法制备纳米阵列强化超耐用纳米纤维膜

➣挑战：先进的聚合物纳米纤维膜存在机械强度和稳定性低等缺点，特别是在油水分离条件恶劣的情况下。

➣方法：哈尔滨工业大学邵路教授、程喜全副教授等人报道了一种通过顺序结晶共价有机骨架（COF）和聚醚醚酮（PEEK）来同时提高PNMs的抗拉强度、稳定性和亲水性的方法。

➣创新点1：在此过程中，在PEEK纳米纤维中插入一个超亲水性松针状的COF纳米阵列层，通过PEEK非结晶聚合物链与由COF晶体和PEEK晶体区域组成的异质互穿晶体结构之间的缠结形成机械互锁结构。

➣创新点2：仿真和实验结果表明，机械联锁结构提高了PNMs的力学性能（16.2 MPa）和恶劣条件下的稳定性。

➣创新点3：此外，刚性COF纳米阵列层显著提高了与水的亲和性，从而提高了乳液渗透率，达到3.4 ×104 L m−2 h−1 bar−1（增加968%），在100次污染清洗循环中几乎没有不可逆污染，超过了目前最先进的膜。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-67896-x

3、四川大学杨伟教授&柯凯副教授：闪退火技术，提高 PVDF-TrFE 的压电性能

➣挑战：退火可以提高聚偏氟乙烯-三氟乙烯（PVDF-TrFE）的β相晶体含量，从而改善其铁电性和压电性。然而，大多数研究都集中在通过长时间退火来改善湿法加工PVDF-TrFE的压电性。

➣方法：四川大学杨伟教授、柯凯副教授和中国科学院长春应用化学研究所罗传富研究员合作，提出了一种创新的“闪退火”策略，能够在极短时间内显著提升PVDF-TrFE薄膜的压电性能。

➣创新点1：电纺PVDF-TrFE纤维垫经闪退火后，压电系数d33为-70.89 pm/V或-68 pC/N，优于经2 h退火的纤维垫。

➣创新点2：利用原位拉曼光谱、XRD、傅立叶变换红外光谱和分子动力学模拟分析了闪蒸退火过程中β相晶体含量提高的机理。所制备的压电薄膜在能量收集、高频振动等方面具有广阔的应用前景。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-67292-5

4、苏州大学方剑教授等人：热机械压制与即时淬火：增强压电纳米纤维的压电性和透明度

➣挑战：高度透明的压电薄膜在智能可穿戴设备和能量收集应用中具有很大的前景。然而，它们的制造往往受到复杂工艺的阻碍。

➣方法：苏州大学方剑教授、天津工业大学林童教授和上海应用技术大学杜永教授合作，提出了一种将电纺丝纳米纤维转化为致密压电薄膜的有效方法，即热机械压制与立即淬火相结合。

➣创新点1：通过在140°C和600 MPa下仅3分钟的处理，得到致密薄膜的压电性几乎是纳米纤维的两倍。此外，这种无极化工艺提高了薄膜的透明度，显著减少了雾度，并大幅提高了机械强度和刚度。

➣创新点2：这些改进是由于热压和立即冷却引起的闪晶效应，促进了晶体链的伸长，增加了片层尺寸，扩大了取向非晶区。从而在更大区域内形成了有序的半晶结构。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-67519-5