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朱美芳院士、楼雄文院士、丁彬教授、刘天西教授等发表4篇“高性能纤维”顶刊文章!
2026/1/21 15:56:13 admin

导语

本期内容,易丝帮精选了东华大学朱美芳院士、香港城市大学楼雄文院士、东华大学丁彬教授、江南大学刘天西教授团队发表的4篇顶刊论文。主要介绍微/纳米纤维在辐射冷却&光催化抗菌、高效稳定催化、红外辐射屏蔽以及多频段兼容隐身材料等方面的研究进展,供大家了解。


1、东华大学朱美芳院士团队Adv. Funct. Mater.(IF 19):多功能聚乙烯纤维材料,兼具被动辐射冷却、光催化抗菌性能


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➣挑战:闪蒸聚乙烯(PE)非织造布具有优异的抗拉强度和耐磨性,但缺乏固有的辐射冷却和抗菌性能,限制了它们在热环境和生物环境中的应用。


➣方法:东华大学朱美芳院士、贾超副教授、王明磊副研究员通过共辐射将γ -甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MAPS)接枝到PE纤维上,然后在原位层接枝二氧化硅(SiO2)和沸石咪唑盐框架- 8 (ZIF - 8)涂层,将被动辐射制冷和光催化抗菌功能结合起来,开发一种多功能PE无纺布(PE - MSZ)。


➣创新点1:这种分层的微纳米结构使PE‐MSZ具有高太阳反射率(90.8%)和强中红外发射率(93.5%),与传统PE相比,在阳光直射下温度降低约4.5°C。


➣创新点2:此外,PE‐MSZ具有显著的光催化抑菌效率,在模拟太阳照射120分钟内,PE‐MSZ对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的灭活率达到99.9%。


➣创新点3:改性非织造布还保持了高拉伸强度(28.1 MPa)、优异的耐磨性、良好的耐洗涤性和透气性,结合了出色的辐射冷却和抗菌功能,在可穿戴、建筑一体化和下一代多功能纺织品应用方面显示出巨大的潜力。

https://doi.org/10.1002/adfm.202529127


2、香港城市大学楼雄文院士Angew(IF 16.9):Ba、Co共掺杂RuO2 催化剂,实现稳定高效催化性能


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➣挑战:开发酸稳定性和活性的非铱析氧反应(OER)电催化剂,对于促进质子交换膜电解(PEMWE)制氢的成本效益和大规模应用至关重要。然而,钌位点的不稳定性和晶格氧损失限制其进一步应用,这给设计高活性和长期稳定性的钌基催化剂带来了重大挑战。


➣方法:香港城市大学楼雄文院士团队提出了一种精心设计的共掺杂策略,以制备稳定高效的二氧化钌基酸性OER催化剂。


➣创新点1:钴和钡共掺杂RuO2催化剂(Ba/Co - RuO2),具有166 mV的低过电位和优异的耐久性,在0.5 M H2SO4条件下,在10 mA cm-2下保持OER运行超过1500小时,衰变可以忽略不计。


➣创新点2:更重要的是,使用Ba/Co‐RuO2作为阳极的质子交换膜电解槽也表现出优异的性能,在1.87 V下达到3 A cm-2,在800 mA cm-2下保持超过300小时的耐久性。


➣创新点3:原位和非原位实验表征,以及计算分析,证实了显著的活性和稳定性源于Ba和Co掺杂,这引起了晶格应变和电子重分布。这些作用有效地稳定了催化剂的结构,并协同调节了氧中间体的吸附/解吸。

https://doi.org/10.1002/anie.202521873


3、东华大学丁彬教授Adv. Fiber Mater.(IF 21.3):陶瓷元气凝胶构成超强、超弹性红外辐射屏蔽装置,承受高达1500°C高温


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➣挑战:陶瓷纤维气凝胶以其优异的隔热性能和结构稳定性被广泛用作红外隐身材料。但是,在极端高温条件下,陶瓷纳米纤维气凝胶容易因晶粒恶性生长而发生不可逆损伤。可能导致红外线照射甚至设备解体,这是一个尚未解决的问题。


➣方法:东华大学丁彬教授、刘一涛教授通过晶体结构设计,制备了在1500℃下具有优异力学性能的陶瓷纤维材料。该红外辐射屏蔽器件优异的综合性能源于其独特的胞腔结构。这种结构是由多尺寸的纤维联锁和与铝箔的界面粘合形成的。


➣创新点1:在1500℃的极端温度下,用铝箔界面键合制作的屏蔽器件的冷表面辐射温度仅为65℃,成功实现了红外隐身。


➣创新点2:30min后,该装置承受1000次压缩循环,在高频振动下没有出现结构破坏。这种新型红外隐身装置具有优异的耐热性和机械性能,在极端环境中为人员和设备提供可靠保护。

https://doi.org/10.1007/s42765-025-00652-4


4、江南大学刘天西教授 Nano-Micro Lett.(IF 36.3):双梯度阻抗/绝缘结构聚酰亚胺纤维复合材料,用于多频段兼容隐身


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➣背景:开发兼具电磁干扰(EMI)屏蔽、雷达隐身与红外隐身等多频谱兼容隐身能力的材料设计与制备,已成为军事伪装领域的重要研究方向与热点。


➣方法:江南大学刘天西教授、王子成副教授采用碱处理、Fe3+离子交换、热还原、化学镀镍等工艺制备了导电磁性聚酰亚胺纤维复合材料(PFN y)。


➣创新点1:通过调控Fe3O4的原位生长过程与化学镀镍过程,可实现其阻抗匹配/隔热特性的可控调节。随后,通过将阻抗匹配/隔热特性沿厚度方向自上而下逐级降低的PFNy进行层层叠来构建阻抗匹配/隔热双梯度结构。


➣创新点2:阻抗匹配梯度结构的形成促进了电磁波的有效引入和耗散,使复合材料具有出色的电磁干扰屏蔽和雷达隐身性能。同时,保温梯度结构的构建可以有效抑制目标的热辐射,带来优异的红外隐身性能。


➣创新点3:Fe3O4、Ni和聚酰亚胺纤维之间的强界面相互作用加速了PFN y抵抗高温热源产生的应力,实现耐高温雷达/红外隐身性能。

https://doi.org/10.1007/s40820-025-01966-z

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