导语

本期内容，易丝帮精选了香港城市大学胡金莲教授团队2023年7—10月发表的6篇研究论文。主要介绍了胡金莲教授利用静电纺丝技术开发纳米纤维材料等方面的最新研究进展，供大家了解学习。

1、Adv. Funct. Mater. ( IF 19.0)：聚偏氟乙烯静电纺纳米纤维对干细胞成骨分化的调节

➣挑战：复杂微环境中细胞和材料之间错综复杂的相互作用包括底物反应、离子交换和膜电位改变。然而，智能材料影响干细胞的机制尚未完全阐明。

➣方法：香港城市大学胡金莲教授利用静电纺丝技术制备了由无序和高取向聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维组成的模拟骨微环境。

➣创新点1：取向退火的PVDF (AA)和随机退火的PVDF (RA)膜具有高含量的β相。通过比较PVDF纳米纤维培养的骨髓间充质干细胞(BMSCs)的成骨能力、钙活性和f -肌动蛋白分布，提出干细胞通过重塑电纺丝膜上的细胞骨架来自主调节其分化。

➣创新点2：该机制可为骨组织工程支架的设计和制备提供基础理论，并有助于细胞和微环境的进一步研究。

https://doi.org/10.1002/adfm.202309270

2、Small ( IF 13.3 )：通过静电纺丝结合静电喷涂制备仿生分层多重保护膜，用于极端环境

➣挑战：极端环境会对人体健康造成严重危害，甚至威胁生命安全。具有多种防护功能的轻质透气服装具有很大的应用价值。然而，如何将多种保护功能简便地集成到纳米纤维中仍然是一个巨大的挑战。

➣方法：香港城市大学胡金莲教授团队采用一步共静电纺丝-静电喷涂工艺制备超疏水复合保护膜（S-MPM）。

➣创新点1：与纯静电纺丝膜相比，S-MPM可以抵抗0°C冷或70°C热引起的皮肤温度下降(11.2°C)或升高(17.2°C)。

➣创新点2：在寒冷气候（-5℃）下，S-MPM的防冰时间延长了2.52倍，而由于巨大的光热效应，除冰时间仅为1.45秒。在发生火灾的情况下，阻燃S-MPM的总放热量和峰值放热量分别急剧下降24.2%和69.3%。

https://doi.org/10.1002/smll.202304705

3、Adv. Mater.（29.4）：用于健康管理的仿生皮肤:出色的透气性、原位传感和大数据分析

➣挑战：开发智能可穿戴系统对人体健康管理具有重要意义。理想的健康监测贴片应具有高透气性、排湿功能、高灵敏度和舒适的用户体验等关键特性。然而，这样一个包含所有这些功能的贴片很少被报道。

➣方法：香港城市大学胡金莲教授团队利用先进的静电纺丝技术，将仿生结构、纳米焊接技术、柔性电路设计、多功能传感功能和大数据分析相结合，开发了一种用于健康管理的智能仿生皮肤贴片。

➣创新点1：通过控制纳米纤维的制备和构建仿生二级结构，得到的纳米纤维膜与人体皮肤非常相似，具有优异的透气性、透湿性和单侧排汗性能。此外，仿生贴片还具有对汗液代谢物的高精度信号采集能力；通过原位传感电极和柔性电路设计，可以精确测量皮肤温度、皮肤阻抗和肌电信号

➣创新点2：通过红外相机成像，该仿生皮肤显示出更好的热辐射能力，比商品化电极温度低约1.2℃。

https://doi.org/10.1002/adma.202306435

4、Nano Energy ( IF 17.6 )：生物相容性抗菌全织物结构摩擦纳米发电机，用于用于自供电触觉传感

➣背景：随着前沿技术的飞速发展，自供电透气可穿戴电子纺织品因其电源便携方便而备受关注。

➣方法：香港城市大学胡金莲教授团队采用MXene掺杂PVDF (P/M)纳米纤维和抗菌Ag纳米颗粒改性尼龙6,6 (Ag@nylon 6/6)纳米纤维分别作为摩擦电负极和正极材料，设计了具有生物相容性和抗菌性的全纺织结构摩擦电纳米发电机，用于自供电触觉传感。

➣创新点1：将制备好的P/M纳米纤维薄膜与摩擦正性Ag@nylon 6/6纳米纤维配对制成TENG，其输出电压为362 V，输出电流为38.5 μA。通过电容充电和低功耗器件(如时钟、95商用led)的运行，进一步证明了摩擦电收集性能。

➣创新点2：此外，基于Ag@nylon 6,6和P/M纤维膜的自供电触觉传感器实现了来自不同动脉的超灵敏运动和脉冲检测。所制备的触觉传感器阵列在智能可穿戴键盘和高分辨率触觉映射方面的应用显示出巨大的潜力。

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108734

5、Mater. Horiz. ( IF 13.3 )：一种具有保暖功能的超分子增强膜

➣挑战：在节能策略中，保持合理稳定的体温对人类的各种活动至关重要。然而，众所周知，用作辐射反射器的类金属材料严重限制了可穿戴性，从而给个人热管理（PTM）系统带来了巨大障碍。

➣方法：香港城市大学胡金莲教授团队设计了一种超分子增强膜(SupraEM)作为中红外(MIR)反射器来解决保暖性能的难题。通过在电纺混合纳米纤维表面装饰 MXene，开发出一种 SupraEM，作为用于体温调节技术的中红外反射器，从而展示了增强的被动保暖效果。

➣创新点1：得益于碳化钛(MXene)的低发射率和超分子相互作用，原型聚偏二氟乙烯和聚氨酯/MXene (PVDF&PU/MXene) SupraEM显示出0.246的低发射率和增强的机械性能，与原始的混合膜相比，温度保持率提高了8°C。

➣创新点2：这项工作展示了装饰 MXene 的可穿戴性而不牺牲其温度保持性，克服了困扰 MXene 作为 PTM 系统温度调节材料的主要瓶颈。

https://doi.org/10.1039/D3MH00768E

6、Angew. Chem. Int. Ed.( IF 16.6)：可生物降解双网络纤维素复合生物塑料超薄膜，用于塑料替代品

➣挑战：随着人们对石油基塑料的环境和健康问题的日益关注，可持续和可生物降解的纤维素材料是一种很有前途的塑料替代品，但在实际使用中，其具有易碎性、易燃性和水敏感性等难题。

➣方法：香港城市大学胡金莲教授团队提出了一种创新的双网络结构原位合成策略，通过磷氮有机硅氧烷前驱体的水解-缩聚反应在纤维素基体内原位聚合成环三磷腈桥联的有机硅网络结构，设计创制出阻燃强韧透明纤维素复合膜超材料。

➣创新点1：含磷、氮的有机硅网络对显着提高复合生物塑料超薄膜的拉伸强度、韧性、阻燃性和耐水性具有三重作用。

➣创新点2：此外，纤维素生物塑料复合超薄膜比传统塑料具有较高的最高使用温度（245℃）、超低的热膨胀系数（15.19ppm·℃-1）、更好的耐溶剂性、良好的生物相容性和自然生物降解性。

➣创新点3：复合生物塑料超薄膜具有平均74%的良好透明度和超过80%的高雾度，可以替代PET膜，满足柔性ITO薄膜的需求。

https://doi.org/10.1002/anie.202310995

作者简介：

研究领域：

智能聚合物、纤维、纺织品和防护服

人造蜘蛛丝和仿生学

柔性/纺织品和复合材料的结构、力学和模拟

生物材料和智能医疗设备