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丁彬教授、覃小红教授、卢晓峰教授、蔡再生教授等团队!4篇“静电纺丝&纳米纤维”顶刊论文!
2026/5/7 17:10:42 admin

导语

本期易丝帮精选东华大学丁彬教授、东华大学覃小红教授团队、东华大学蔡再生教授、吉林大学卢晓峰教授4大顶尖团队,在Adv. Fiber Mater.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.国际顶刊发表的4篇硬核科研成果。从彩色双面超织物、长循环锌金属负极,到仿生蒸腾辐射冷却超织物、高效节能制氨电催化剂,带你快速了解静电纺丝纳米纤维领域的前沿创新与技术突破!


1、东华大学丁彬教授团队Adv. Fiber Mater.(IF 21.3):基于双梯度褶皱微结构构筑的彩色双面超织物及其个人热湿调控应用


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➣挑战:全球温控能源需求持续增长,研发先进个人热管理纺织材料已刻不容缓。然而,现有辐射冷却/制热材料普遍存在动态适配性不足、湿气调控效率低、色彩样式单一以及穿着舒适度欠佳等问题。


➣方法:东华大学丁彬教授、王先锋研究员、王朝晖教授合作,通过可规模化溶液染色静电纺丝技术制备出彩色双功能元织物(CJMs),该材料具有双梯度结构,兼具辐射制冷、太阳能制热以及定向导湿功能。


➣创新点1:该元织物由疏水炭黑/聚氨酯(CB/PU)制热层与超亲水Al₂O₃/颜料掺杂聚氨酯制冷层构成。制冷层依托氧化铝散射效应与染色增效(67%~86%)的协同作用,中红外发射率约 95%、近红外反射率超 85%,黄色试样太阳光反射率可达 86%,弥补了传统染料的性能短板。制热层太阳光吸收率可达 95%,可实现高效光热转换。


➣创新点2:户外测试结果表明,相较于裸模拟皮肤,其制冷温差ΔT可达 17.6 ℃,制热温差 ΔT可达13.3℃,温调效果显著。材料表面非对称褶皱结构可优化光学性能,同时实现汗液快速定向传导,单向导湿指数高达1163%。


➣创新点3:彩色双功能元织物质地超轻、柔韧可拉伸(应变 153%~175%)、触感柔软且具备双界面形貌特征,保障了优良的穿着体验。

https://doi.org/10.1007/s42765-026-00713-2


2、东华大学覃小红教授Adv. Mater.(IF 26.8):自下而上亲锌梯度设计,实现高电流与高容量下长循环锌金属负极


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➣挑战:金属负极是实现高能量密度电化学储能的关键。然而,在高电流密度与高面容量下,缓慢的离子传输动力学阻碍了其实际应用,引发浓差极化,促使金属在表面局域沉积并形成枝晶状 “顶部生长”,最终导致电池失效。


➣方法:东华大学覃小红教授,季东晓研究员、焦玉聪研究员通过静电纺丝结合静电喷雾,设计了一种自下而上亲锌梯度纳米纤维膜作为基体结构,可逆转锌的沉积路径。该策略通过热力学驱动金属离子优先在基体底部形核,实现均匀的自下而上沉积。


➣创新点1:所制备的锌负极在20 mA cm⁻²高电流密度下,1972 次循环的平均库仑效率达98.9%。


➣创新点2:搭载该梯度基体的对称电池展现出优异稳定性:在50 mA cm⁻²超高电流密度下稳定运行1095 h,在10 mAh cm⁻²高面容量下稳定运行1328 h,性能显著优于现有方法。

https://doi.org/10.1002/adma.73294


3、东华大学蔡再生教授Adv. Mater.(IF 26.8):仿生蒸腾辐射冷却超织物:高效人体热湿调控


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➣挑战:先进辐射制冷纺织品是全球变暖背景下提升人体热舒适度的重要发展方向。然而,这类纺织品汗液蒸发能力有限、导热系数较低,会大幅降低制冷效果,在高温户外环境中表现尤为突出。


➣方法:东华大学蔡再生教授团队通过多尺度静电纺丝结构设计,研制出一种受植物蒸腾作用启发的新型超织物,该织物兼具精准太阳光谱调控、高导热通路与优异导湿性能。


➣创新点1:这种梯度微纳多孔超织物可宽域散射太阳光谱,同时构建渐变折射率过渡结构,强化中红外吸收性能。该超织物的太阳反射率达 99.7%,红外发射率达 93.3%,可实现 10.2℃的降温幅度,净制冷功率为 110.1 W/m2。


➣创新点2:同时,具备渐进式润湿性梯度与毛细力梯度的超材料织物,单向传输指数高达 1330.7%,反向突破压力为 15.0 cm水柱,可有效抑制液体滞留与反向渗透。


➣创新点3:通过热辐射、热传导与蒸发协同调控机制,织物在人体出汗状态下可实现 20.2℃的降温效果。该超材料织物还具备优异的机械稳定性、透气性能与耐水洗性能。

https://doi.org/10.1002/adma.73241


4、吉林大学卢晓峰教授Adv. Funct. Mater.(IF 19):调控钯向尖晶石氧化钴纳米纤维的电子转移,实现高效肼氧化辅助节能型硝酸盐制氨转化


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➣背景:将硝酸根还原反应(NO₃RR)与肼氧化反应(HzOR)耦合,为节能合成氨(NH₃)提供了一种极具前景的策略,同时可实现双向氮中和。


➣方法:吉林大学卢晓峰教授、深圳理工大学陈正杰教授团队制备了一种基于尖晶石型空心Co₃O₄ 纳米纤维负载钯纳米颗粒(Pd@Co₃O₄ NFs)的高性能双功能电催化剂,可在碱性体系中同时催化硝酸根还原反应与肼氧化反应。


➣创新点1:该制备所得催化剂相较于诸多已报道的催化体系,催化活性得到显著提升。将其组装为两电极硝酸根还原反应||肼氧化反应电解池后,Pd@Co₃O₄ NFs 催化剂可同步实现肼污染物降解与氨生成,合成氨能耗低至 8.02 kWh kg−1,远低于传统硝酸根还原反应||析氧反应(OER)体系的 35.17kWh kg−1 。


➣创新点2:理论计算表明,电催化性能提升源于Pd-Co3O4界面处优化的电子结构,该结构可促进硝酸根还原反应中的加氢过程,并降低肼氧化反应的脱氢能垒。

https://doi.org/10.1002/adfm.75722


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