导语

本期内容，易丝帮精选东华大学朱美芳院士、江南大学刘天西教授、东华大学丁彬教授、新加坡国立大学Seeram Ramakrishna院士、东华大学闫建华教授等团队，近期发表的5篇顶刊文章。主要介绍了高性能纳米纤维在电子器件、超隔热材料、调控体温织物、锂硫电池等方面的研究进展，供大家了解。

1、东华大学朱美芳院士团队Adv. Mater.(IF 26.8)：兼具优异机械稳定性与隔热性能的纳米纤维气凝胶，用于可展开空间系统

➣挑战：纳米纤维气凝胶具备极低的堆积密度，在轻质航空航天结构领域极具应用价值。但这类材料普遍存在本征脆性问题，在复杂机械载荷作用下易发生严重结构失效。

➣方法：东华大学朱美芳院士团队成艳华副教授、上海交通大学医学院附属松江医院/松江研究院张君妍副研究员合作，以连续交联的天然细菌纤维素（BC）网络为基底，通过乙烯基倍半硅氧烷（PVSQ）原位气相聚合反应，制备出纤维间结点经硅氧烷键共价键合的核壳结构复合气凝胶。

➣创新点1：该独特结构赋予细菌纤维素-乙烯基倍半硅氧烷复合气凝胶（BC-PVSQ）优异的力学适配性与韧性：压缩率可达99%以上，具备良好弯曲回弹性（曲率大于20mm−1）、出色的拉伸强度，且经上万次剪切循环后仍能保持结构完整。同时具有低密度（16.1mg cm−3）与低热导率（27.0±0.2 mW m−1 K−1）。

➣创新点2：研究开展了概念验证实验，证实该材料可应用于太空可展开式增阻离轨球体，能够实现可逆折叠压缩与稳定展开；也可用于柔性舱体隔热层，在模拟火星大气环境下，其隔热性能优于传统航空航天隔热材料。

https://doi.org/10.1002/adma.73564

2、江南大学刘天西教授&董建成副教授Adv. Mater.(IF 26.8)：仿生叶片型共晶表皮，兼具超高抗疲劳性能与优异湿态粘附力，用于水陆两栖表皮电子器件

➣挑战：可贴合皮肤的可靠电子器件，需要选用柔性材料，这类材料既要耐受反复的机械形变，又要在潮湿环境中保持稳固的粘附性能。然而，传统水凝胶本身存在短板，遇水易溶胀，还会出现界面失效问题。

➣方法：江南大学刘天西教授、董建成副教授团队受菖蒲叶片叶脉增强结构的启发，研制出一种耐疲劳、环境稳定性优异的共晶皮肤，该材料以疏水共晶凝胶为基底，内部嵌入取向排列的聚氨酯纤维网络。

➣创新点1：材料自身的疏水性能够抑制吸水溶胀，历经100天测试后，其溶胀率不足1.1%，尺寸稳定性极佳。尤为关键的是，多级纤维增强结构让材料兼具柔软质地与出色力学强度。

➣创新点2：该复合材料拥有与人体组织相近的柔软度（邵氏A硬度为13.6），同时借助应变诱导结晶效应，实现了106.51 MPa的真实拉伸强度，疲劳断裂能达到5.02×10⁴J m−2（性能提升约3399倍）。

➣创新点3：凭借出众的韧性，该材料在带缺口拉伸测试中循环拉伸10万次后，裂纹仍未进一步扩展。疏水基底还使其在潮湿状态下也能与皮肤紧密粘附，粘附能达152.2 J m−2。这种稳定的离子界面可在水下环境中精准采集电生理信号，且能连续监测7天。

https://doi.org/10.1002/adma.73563

3、东华大学丁彬教Materials Today(IF 22)：一步法制备超薄中空纳米多孔纤维超织物，用于人体长效保温与主动供暖

➣挑战：在多变的辐射环境中维持人体温度是被动式人体热管理领域面临的一大难题。现有的体温调节材料要么需要厚重的结构设计来提升隔热性能，要么仅能额外产热却无法留存人体热量。

➣方法：东华大学丁彬教授、田昱城博士后团队提出一种聚合物定向外扩散制备策略，可一步制备由中空纳米多孔纤维构成的超薄一体化热功能超织物，省去了去除纤维芯层的后续加工工序。

➣创新点1：芯液中的亲水性聚合物沿湿度梯度向外迁移，自发扩散至含水量更高的壳层区域，一步成型连续中空结构；与此同时，壳层溶液发生微相分离，生成大量纳米孔洞。中空孔道内负载的炭黑纳米颗粒可形成局域光热转换单元，提升辐射吸收与储热能力。

➣创新点2：得益于该层级结构，这款超织物厚度仅863μm、密度低至 12.91mg cm−3，隔热性能优异（导热系数 23.22 mW m−1K−1），辐射升温可达 23.7℃且保温时效持久。该制备工艺实现了超轻薄结构与隔热、制热双功能的一体化，在全天候人体体温调控领域具备巨大应用潜力。

https://doi.org/10.1016/j.mattod.2026.103383

4、东华大学闫建华教授Adv. Mater.(IF 26.8)：共晶界面改性Al2TiO5纳米纤维气凝胶：用于极端环境的超隔热材料

➣挑战：兼具超级隔热性能与极端温度下力学稳定性的陶瓷气凝胶有着迫切的应用需求，但受限于隔热能力与热机械稳定性之间固有的制衡关系，这类材料一直难以制备。

➣方法：东华大学闫建华教授团队采用全水系、可规模化的卷对卷静电纺丝工艺，实现了氧化铝-二氧化钛共连续共晶结构的低温合成，成功制备出一种三维弹性钛酸铝（Al2TiO5）纳米纤维气凝胶。

➣创新点1：该材料密度仅为25 mg·cm⁻³，在25℃和1000℃下分别实现了0.033和0.103 W·m⁻¹·K⁻¹的超低热导率。更重要的是，该气凝胶能够抵抗1300℃的直接火焰冲击而不发生结构破坏，并在50%应变的重复压缩后仍能保持90%的弹性恢复。

➣创新点2：其优异的综合性能源于材料内部的共晶界面：这类界面可有效散射声子以实现隔热，同时赋予材料优异的热稳定性。

https://doi.org/10.1002/adma.73446

5、Seeram Ramakrishna院士等人Adv. Fiber Mater.（IF 21.3）：超薄、机械性能优异的PAN基固态聚合物电解质，用于长循环寿命锂金属电池

➣挑战：聚丙烯腈基固态聚合物电解质（PAN-SPEs）凭借安全性佳、可加工性优良与抗氧化稳定性突出等优势，现已成为锂金属电池极具应用前景的候选材料。但厚度小于30μm的超薄聚丙烯腈基固态聚合物电解质仍存在离子电导率偏低、力学性能较差的问题。

➣方法：东华大学程隆棣教授与新加坡国立大学Seeram Ramakrishna院士合作，提出一种结合偶极-偶极相互作用与无机颗粒掺杂的制备策略，用以构筑连续的锂离子（Li⁺）传输通道。

➣创新点1：PAN分子中的氰基可通过路易斯酸碱相互作用助力Li+迁移，同时抑制阴离子穿梭。此外，通过热压与溶液浇铸构建出外皮柔性、内核刚性的结构，制得厚度仅27.8μm且力学性能优异的超薄电解质。最终制备的PAN基固态聚合物电解质兼具高离子电导率（4.42×10⁻⁴S cm-1）与超高断裂伸长率（168.5%）。

➣创新点2：对称电池可稳定运行超1200小时并有效抑制锂枝晶生长；Li||SPEs||LiFePO4全电池在0.5C倍率下容量保有率达81.0%，2C 倍率下容量保有率为 73.3%。

https://doi.org/10.1007/s42765-026-00726-x