王宏志
现任东华大学材料学院、纤维材料改性国家重点实验室教授,博士生导师。东华大学材料学院副院长,东方学者(上海市高校特聘教授)。
研究方向:
柔性电子材料与器件;新能源材料(锂离子电池、超级电容器、摩擦发电机、钙钛矿太阳能电池);智能显色与变色器件(电致变色、结构色);可穿戴器件与系统(智能服装、人机互动);先进纳米纤维及复合材料(高性能改性纤维及复合材料、新型功能无机纤维)
易丝帮编辑部简要总结了王宏志教授课题组近年部分重要研究成果,供大家交流学习。
1. ACS Appl. Mater. Interfaces: 基于稳定水凝胶电解质的柔性且可水下使用的锌离子电池
➣报道了一种具有高机械强度、高离子电导率(28.8 mS cm-1)、强离子吸附能力、界面阻抗低以及热稳定性良好的新型水凝胶电解质,并将其应用于柔性ZIBs,实现了优异的电化学性能和环境适应性。
➣采用PAM作为聚合物基体,引入绿色环保天然的聚合物黄原胶(XG)和棉花纳米纤维素(CNF),加入无机锌盐,设计了一种PAM-XG接枝聚合物复合CNF双网络结构水凝胶电解质。
➣这种稳定水凝胶电解质的柔性ZIBs除了能够为可穿戴设备(发光腕带、运动手表)供电之外,还可用于水下预警救援系统中。
DOI:10.1021/acsami.0c12313
2. Nat. Commun.: 具有湿热稳定性和舒适性的摩擦/铁电协同电子织物材料
➣研究人员利用静电纺丝技术制备了铁电聚合物(P(VDF-TrFE))和聚酰胺6(PA6)两种纳米纤维作为功能材料,通过摩擦表面极化和铁电极化的相互作用,实现了摩擦/铁电协同电学增强。
➣研究人员利用亲水聚丙烯腈(PAN)和聚酰胺6微/纳米纤维和疏水棉织物构筑了额外的吸湿排汗层。全纤维的设计理念,保证了织物材料优良的透气和透湿性能,其较低的干态热阻和蒸发阻有利于维持舒适的体表微环境。
➣研究人员还演示了电子织物在弯折、抖动时驱动液晶显示器、数字化发光点阵、电子手表,以及为锂电池充电、驱动蓝牙信号传输系统、实时捕捉足部姿态等应用。
DOI: 10.1038/s41467-019-13569-5
3.ACS Appl. Mater. Interfaces:红外线增强纳米纤维膜,用于人体辐射冷却
➣提出了一种新型的红外辐射增强纳米纤维膜(NFM),它具有良好的红外共振吸收能力,能够选择性地将人体的热辐射通过大气辐射到寒冷的外部空间。
➣NFM由聚酰胺6(PA6)纳米纤维和无规分布的SiO2亚微米球组成,由于具有相互连接的纳米孔和微孔,因此具有足够的透气性和热湿舒适性。
➣经过加工的PA6/SiO2 NFM将天空辐射冷却与人体热管理相结合,将促进辐射冷却纺织品的发展。
DOI: 10.1021/acsami.9b13933
4. Nano Energy :基于水凝胶的分层起皱可拉伸纳米纤维膜,用于高性能可穿戴摩擦电纳米发电机
➣东华大学王宏志教授和张青红教授团队报道了一种易于制造、高性能、可穿戴的摩擦电纳米发电机(TENG),这种发电机构建在以水凝胶为基础的多级褶皱可拉伸静电纺纳米纤维膜上,可有效地从人体运动中获取能量。
➣TENG能够从典型的人体运动(伸展、弯曲和扭曲)中收集能量,并满足商用电子设备的要求。该设备与蓝牙模块相结合,可作为实时能量管理监控系统
➣这项工作提出了一种制造高性能可拉伸电源的创新技术,在可穿戴应用中显示出巨大的潜力。
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104206
5.Adv. Fiber Mater.:先进功能纤维和智能纺织品
➣本文综述了柔性纳米纤维多功能器件的研究进展,主要包括基于纳米纤维的能量收集器件、储能器件、变色器件和驱动器等。
➣重点介绍了纳米纤维型太阳能电池、锂离子电池、致动器和电致变色纳米纤维等多功能纳米纤维器件的制作工艺和应用特点。
➣最后,我们对功能性纤维型器件面临的挑战和未来的发展提出了展望。
DOI: 10.1007/s42765-019-0002-z
6. Nat. Commun.: 基于分子通道驱动的变形-变色多功能致动薄膜
➣由东华大学纤维材料改性国家重点实验室王宏志教授课题组(和佐治亚理工大学艾尔莎'瑞秋曼尼斯教授课题组合作撰写,报道了研究团队在智能致动材料领域取得的最新进展。
➣研究团队提出了一种基于纳米通道机理的自适应气体响应的驱动材料,及其能够感知外界气体种类及浓度变化并产生相应的主动变形行为。
➣团队获得了一种具有体表温度与湿度调节作用的智能面料,该面料在人体温度和湿度发生变化时,可产生开/关孔道致动行为,进而对体表湿热环境进行有效调节,提高人体体表舒适感。
DOI: s41467-018-03032-2
参考文献
1、Baojun Wang,Jianmin Li,Chengyi Hou,Qinghong Zhang,Yaogang Li,Hongzhi Wang. A Stable Hydrogel Electrolyte for Flexible and Submarine Worked Zn-Ion Batteries. ACS Appl. Mater. Interfaces. DOI: 10.1021/acsami.0c12313
2、Weifeng Yang,Wei Gong,Chengyi Hou,Yun Su,Yinben Guo,Wei Zhang,Yaogang Li,Qinghong Zhang,Hongzhi Wang.All-fiber tribo-ferroelectric synergistic electronics with high thermal-moisture stability and comfortability. Nat. Commun. DOI: 10.1038/s41467-019-13569-5
3、Runcai Xiao, Chengyi Hou*, Weifeng Yang, Yun Su, Yaogang Li, Qinghong Zhang, Peng Gao, and Hongzhi Wang*. Infrared-Radiation-Enhanced Nanofiber Membrane for Sky Radiative Cooling of the Human Body. ACS Appl. Mater. Interfaces. DOI: 10.1021/acsami.9b13933
4、Jiabin Qi, Aurelia Chi Wang, Weifeng Yang, Mingyue Zhang, Chengyi Hou, Qinghong Zhang, Yaogang Li, Hongzhi Wang. Hydrogel-based Hierarchically Wrinkled Stretchable Nanofibrous Membrane for High Performance Wearable Triboelectric Nanogenerator. Nano Energy. DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104206
5、Qiuwei Shi; Jianqi Sun; Chengyi Hou; Yaogang Li; Qinghong Zhang; Hongzhi Wang. Advanced Functional Fiber and Smart Textile. Advanced Fiber Materials. DOI: 10.1007/s42765-019-0002-z
6、Jiuke Mu, Gang Wang, Hongping Yan, Huayu Li, Xuemin Wang, Enlai Gao, Chengyi Hou, Anh Thi Cam Pham, Lianjun Wu, Qinghong Zhang, Yaogang Li, Zhiping Xu, Yang Guo, Elsa Reichmanis, Hongzhi Wang & Meifang Zhu. Molecular-channel driven actuator with considerations for multiple configurations and color switching. Nat. Commun. DOI: s41467-018-03032-2