导语
本期易丝帮精选东华大学朱美芳院士、东华大学丁彬教授、江南大学刘天西教授、天津工业大学刘雍教授四大顶尖团队的 4 篇顶刊力作,聚焦静电纺丝纳米纤维在膜蒸馏脱盐、荧光气凝胶、糖尿病伤口敷料、宽温区柔性传感器的最新研究进展,一睹前沿技术突破与应用潜力!
1、东华大学朱美芳院士团队Energy Environ. Mater.(IF 14.1):一步法制备 PTFE/PI 复合纳米纤维膜,膜蒸馏脱盐实现高通量、持久抗结垢


➣挑战:膜蒸馏是高盐废水处理与海水淡化的重要技术,聚四氟乙烯(PTFE)膜因低表面能、抗盐积累优势成为核心基材,但界面粘附性差、纤维形态可控性低等问题,严重制约其蒸汽通量与长期稳定性。
➣方法:东华大学朱美芳院士团队朱丽萍 、孟哲一提出一步法制备聚四氟乙烯纳米纤维膜的创新方法。将水溶性聚酰亚胺(PI)前驱体掺入水性PTFE乳液中,然后在PTFE烧结过程中进行热亚酰化,在PTFE基体中形成均匀分布的PI微相。
➣创新点1:该方法提高了纳米纤维表面粗糙度,控制了纤维形态和膜孔隙率,防止纤维融合和收缩。所得PTFE/PI膜具有很强的三维超疏水性和自清洁能力,水接触角为156±4°。
➣创新点2:在直接接触膜蒸馏(DCMD)下,在3.5 wt% NaCl进料条件下,在40°C的温差下,膜的水蒸气通量高达52.2±2 L m−2 h−1,比纯PTFE纳米纤维膜高出约206%,同时保持近100%的盐去除率。
https://doi.org/10.1002/eem2.70288
2、东华大学丁彬教授Adv. Fiber Mater.(IF 21.3):湿致 3D 静电纺丝制备大面积白光发射元凝胶,极端环境可穿戴领域迎新材料


➣挑战:荧光气凝胶兼具光学可调性与强荧光发射特性,却长期面临白光发射与高拉伸性难以兼顾的技术瓶颈,限制了其在柔性穿戴、柔性显示等领域的应用。
➣方法:东华大学丁彬教授、王赛提出了一种通过湿致三维静电纺丝直接合成超轻、超弹性、超柔性荧光气凝胶的简单方法。
➣创新点1:通过控制含有荧光分子射流的快速相分离,利用卷曲气凝胶纤维制备了大面积(1.2 m×0.4 m)的荧光气凝胶。层次化多孔结构有效地抑制了供体和受体之间过多的能量传递,产生稳定的白光发射(0.318,0.347)。
➣创新点2:得益于纤维成分的软刚性设计和卷曲纤维之间的互锁网络,气凝胶具有优异的机械坚固性,拉伸强度可达其重量的4000倍,抗100,000次压缩循环的疲劳性,435 mm s-1的快速恢复速度,180°弯曲和广角扭转。
➣创新点3:高孔隙率(99.7%)来源于气凝胶纤维,纤维网络赋予气凝胶超轻密度(2.9 mg cm−3)和低导热系数(23.8 mW m−1 K−1)。气凝胶还具有自清洁、透气和阻燃性,适用于极端环境。
https://doi.org/10.1007/s42765-026-00687-1
3、江南大学刘天西教授Adv. Fiber Mater.(IF 21.3):Janus静电纺丝敷料,实现糖尿病伤口动态pH监测、渗出液管理和免疫调节


➣挑战:糖尿病伤口修复面临渗出物过度积累、慢性炎症难消退的核心难题,传统敷料缺乏弹性、与皮肤贴合性差,易粘附脆弱组织造成二次创伤,且无法实时反馈伤口愈合状态。
➣方法:江南大学刘天西教授、黄云鹏副教授等人开发出静电纺丝基超适型Janus敷料,由硫酸庆大霉素(GS)负载的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)免疫调节层,与PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物(F127)/姜黄素(Cur)负载的热塑性聚氨酯(TPU)pH可视化层组成。
➣创新点1:该非对称设计整合了两层之间表面润湿性和纤维孔隙度的差异,使伤口渗出液从SEBS/GS侧单向和反重力输送到TPU/F127/Cur侧,有效防止液体回流并降低感染风险。
➣创新点2:柔软弹性的聚合物基质确保伤口紧密一致性和机械保护,同时促进血管生成和胶原蛋白沉积。此外,敷料具备 pH 响应可视化特性,可通过颜色变化动态监测伤口愈合过程。
➣创新点3:体外实验和组织学分析表明,通过炎症抑制和微环境改善,GS介导的免疫调节在12天内显著加速糖尿病模型的伤口愈合。
https://doi.org/10.1007/s42765-025-00661-3
4、天津工业大学刘雍教授&李玉瑶副教授Adv. Fiber Mater.(IF 21.3):超弹性纤维气凝胶,解锁196℃至 200℃宽温区监测与个人防护一体化


➣挑战:传统压阻式传感器多基于半导体与金属材料,固有刚性使其难以兼顾可穿戴设备所需的柔性与舒适性,而恶劣工况下的宽温区适应性与防护-监测一体化,更是柔性传感器研发的关键挑战。
➣方法:天津工业大学刘雍教授、李玉瑶副教授通过巧妙地建立纤维与冰晶之间的桥介导双亲和关系,成功制备出平行片状结构的聚(酰胺-亚胺)/双马来酰亚胺/苯并恶嗪(PAI/BMI/BA-a)纤维气凝胶(简称PSPBB)。
➣创新点1:利用聚苯乙烯磺酸盐(PSS)与冰晶的相互作用,导电聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT):PSS链随着冰晶的定向生长而进行定向组装,同时由于PSS与纤维表面的聚多巴胺(PDA)的相互作用而稳定地锚定在纤维上。
➣创新点2:由此制备的PSPBB气凝胶具有坚固的支架结构、优异的抗疲劳性能(200次压缩循环后高度保持超过90%)、8000次压缩循环下传感性能保持稳定,更突破温度限制,实现- 196°C至200°C超宽温度适应性。
➣创新点3:此外,多孔气凝胶中的平行薄片具有良好的隔热性能,可以实时监测生理信号,同时提供关键个人保护屏障。
https://doi.org/10.1007/s42765-026-00698-y