导语
本期内容,易丝帮精选了南开大学焦丽芳教授、香港理工大学郑子剑教授、东华大学覃小红教授和香港城市大学胡金莲教授发表的4篇研究论文。主要介绍了静电纺丝纳米纤维在固态电解质、电子纺织品、空气过滤器和缓释膜等方面的最新进展,供大家了解学习。
1、南开大学焦丽芳教授Adv. Mater.:具有有机-无机界面工程的复合准固态电解质,用于无枝晶钠金属电池中的快速离子传输
➣挑战:准固态电解质(QSSE)是解决液体和固体电解质局限性的一个很有前途的候选者。然而,液体溶剂和聚合物之间不同的离子传输能力会导致Na+通量的局部不均匀分布。此外,在QSSE与钠阳极界面处发生的连续副反应导致枝晶生长不可控。
➣方法:南开大学焦丽芳教授团队设计了一种将Na3Zr2Si2PO12 (NZSPO)和聚偏氟乙烯-共六氟丙烯(PVDF-HFP)复合电纺丝膜集成到QSSE中的新策略,旨在在有机-无机界面引入新的快速离子传导通道。
➣创新点1:高效的离子转移途径可以有效地促进离子迁移的均一化,使复合准固态电解质(CQSSE)在室温下获得4.1 mS cm−1的超高离子电导率,Na+转移数高达0.54。
➣创新点2:这种策略的协同组合可以在钠对称电池(~ 700 h)和全电池(2100循环)中实现卓越的长期循环稳定性。
https://doi.org/10.1002/adma.202308586
2、香港理工大学郑子剑教授团队Adv. Mater.:Janus 多级梯度蜂窝网孔实现电子纺织品的热量和湿度管理
➣挑战:近年来,人们越来越关注可穿戴电子纺织品的舒适性,特别是在健康监测、运动训练、医疗诊断和治疗等领域,长期舒适性至关重要。但是,在不影响电学性能的情况下,同时调节人体的温度和湿度舒适度,仍是一个重大挑战。
➣方法:香港理工大学郑子剑教授团队开发了一种热湿管理电子纺织品TMME-textile),集成了单向水输送和日间辐射冷却性能,具有高度敏感的传感性能。通过在Janus多级梯度蜂巢网孔上构筑图案化传感电极制备TMME-textile,这些蜂巢网孔兼具润湿梯度和光学管理能力。
➣创新点1:该TMME-textile能够实现定向排汗,为用户提供一个干爽舒适的穿戴微环境;此外,它具有较高的太阳光反射率(98.3%)和中红外发射率(89.2%),在1kW m−2的太阳辐射下,能够使皮肤温度降低约7.0°C。
➣创新点2:基于TMME-textile的应变传感器具有高灵敏度(0.1749kPa−1)和快速响应速度(170ms),有效实现了长期的稳定监测。
https://doi.org/10.1002/adma.202311633
3、东华大学覃小红教授&中科院纳米能源所蒲雄研究员Nano Energy:防雾霾多级结构纳米纤维空气过滤器,可用于自供电窗纱
➣挑战:纳米纤维空气过滤器由于具有比表面积大、孔隙率大、孔径通道高度连通等优点而受到广泛关注。但其单一的层间结构结构受到过滤性能的限制,产率低。
➣方法:东华大学覃小红教授&中科院纳米能源所蒲雄研究员等人合作,利用自由表面静电纺丝连续制造,设计了一种基于摩擦电致多层复合结构的纳米纤维纱窗(T-MLNS)。
➣创新点1:加入摩擦电荷(活性型)后,T-MLNS对气溶胶的吸附能力增强。此外,在物理机制(被动型)下,MLNS由更细的纤维层构成,用于精确过滤,中间的纤维层更粗,便于气流通过。
➣创新点2:在主动式和被动式机制的协同作用下,T-MLNS延长了使用寿命,用于精确捕获超细气溶胶(直径:0.26µm),过滤效率提高至99.9%。
➣创新点3:集成的多区域结构设计创造了一个图案形状的纤维网,从而获得出色的透气性(~100 mm s-1)、高透光率(> 60%)和强大的机械性能。
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.109230
4、香港城市大学胡金莲教授团队ACS Nano:缓释纳米纤维用于预防固定引起的肌肉萎缩
➣挑战:关节的长期固定可导致关节肌肉的废用性萎缩。口服营养物在临床上用于康复和治疗目的,但生物利用度和靶向性有限。
➣方法:香港城市大学胡金莲教授团队报道了一种缓释纳米膜,通过肌肉中核壳纳米纤维的局部缓慢降解释放茶多酚(膳食多酚)。
➣创新点1:这种膳食多酚不需要胃肠道消耗和多次给药,可以直接清除关节固定过程中肌肉组织中产生的炎症因子和超氧化物。肌肉质量提高30%,有效提高肌肉运动功能。
➣创新点2:对肌肉进行进一步的转录组学研究,证实茶多酚核壳纳米纤维除了通过抑制TNF-α和NF-κB信号通路实现抗氧化和抗炎作用外,还可以通过激活 p-Akt 信号通路促进肌肉形成。
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c09634