DOI:10.1016/j.carbpol.2020.116476

电纺纳米纤维毡的主要缺点是其较差的机械性能，这是由原纤维间的滑移、多孔结构以及纤维中官能团的各向同性构象造成的。在这项工作中，研究者通过结合两种互斥的聚合物（即通常为“可延展”的聚乙烯醇（PVA）和“刚性”α-几丁质），开发了一种既不降低刚度又不损失延展性的坚韧电纺垫。通过分子间拟合的设计以及氢键供体和受体之间的化学计量平衡，PVA/α-几丁质的韧性比PVA高得多（约20倍）。而且，垂直于纳米纤维的一致取向的官能团改善了其机械性能。结果表明，与PVA相比，刚度和可延展性分别同时增加了约19.3和约3.8倍。其热稳定性比PVA高2.80倍，熔融焓为823.95±7.05 J g-1。出色的热机械性能为含几丁质多晶型物的电纺纳米纤维的分子设计提供了新的思路。

图1.几丁质多晶型物和静电纺丝。（a）几丁质多晶型物具有不同的晶胞结构和对氟基溶剂体系HFIP/TFA的二元混合物的敏感性（SEM显微照片是几丁质流延膜）。（b）电纺纳米纤维的SEM图像以及PVA、PVA/α-Chi和PVA/β-Chi的相应纤维宽度分布（n=100，所有比例尺：10μm）。

图2.电纺复合材料的机械性能。（a）PVA、PVA/α-Chi和PVA/β-Chi的代表应力（σ）-应变（ε）曲线。（b）拉伸强度、（c）杨氏模量和（d）韧性的统计评估。所有实验均进行了几次（平均值±标准误差；n=6），显著性差异表示为**p<0.01和***p<0.001。

图3.化学物理表征。由（a）DSC和（b）DTG获得的电纺垫的热稳定性。（c）1H NMR和（d）极化FT-IR光谱结果，用于寻找PVA和几丁质之间优选氢键网络的证据（Ip：平行于纳米纤维的强度；Ic：垂直于纳米纤维的强度）。

图4.2DCOS分析。由PVA复合材料中（a）α-几丁质和（b）β-几丁质的浓度扰动获得的同步轮廓图。（c）几丁质遇到PVA时，特征峰的相互作用和峰强度变化的相应顺序。

图5.捕获烟尘的能力。（a）测试示意图。（b）小于2.5μm（PM2.5）和10μm（PM10）烟尘颗粒物去除效率的时间序列（平均值；n=5）。（c）化学吸附后的相应SEM图像（箭头：吸附，比例尺：5μm）。