导语
本期内容,易丝帮精选了东华大学朱美芳院士、东华大学武培怡教授、苏州大学汪晓巧教授团队发表的3篇顶刊论文。主要介绍微/纳米纤维在高温隔热、皮肤电子产品以及高性能水凝胶纤维制备等方面的研究进展,供大家了解。
1、东华大学朱美芳院士团队Adv. Fiber Mater.(IF 21.3):溶液吹纺开发在1500°C下具有优异柔韧性的高性能莫来石纤维


➣挑战:莫来石纤维是最出色的氧化物陶瓷纤维之一,在保持高温性能的同时保持柔韧性。然而,莫来石纤维的快速晶粒生长不可避免地损害了其柔韧性,使晶粒生长的抑制成为一个重大挑战。
➣方法:东华大学朱美芳院士团队贾超副教授过溶液吹纺优化前驱体与聚合物的摩尔比,开发出在1500°C下具有优异柔韧性的高性能莫来石纤维。
➣创新点1:适当的配比控制可以减少过多的聚合物含量,减少孔隙缺陷,更重要的是在高温处理过程中抑制晶粒生长,从而提高热稳定性,保持纤维柔韧性。
➣创新点2:莫来石纤维海绵具有优异的抗压回弹性、高温隔热和吸声性能。海绵可承受1000次压缩-恢复循环,导热系数为0.028 W m−1 K−1,隔音系数高达0.82。
https://doi.org/10.1007/s42765-025-00640-8
2、东华大学武培怡教授团队Nat. Commun.(IF 15.7):自适应离子纳米网,实现透气、无感皮肤电子产品

➣挑战:自适应顺应性和透气性是皮肤上电子产品的关键特性,可以可靠地提取高保真的电生理信号,用于个人医疗保健和机器人控制。然而,将这两种特性集成到一个设备中,特别是在动态皮肤变形的情况下,仍然是一个重大挑战。
➣方法:东华大学武培怡教授、孙胜童研究员团队采用紫外辅助同轴静电纺丝技术,制备出具有芯鞘结构的离子纳米网。通过鞘芯结构协同软弹性与离子导电性,实现了自顺应、透气且无应力的皮肤电子接口,能在动态变形下稳定采集高保真肌电信号,为长期可穿戴设备提供了全新解决方案。
➣创新点1:纳米网格采用亲水护套和多孔结构,确保高湿度和空气渗透性,带来卓越的穿戴舒适度。此外,液晶导向器独特的液态变形促进了几乎无应力的皮肤-器件连接,促进了对各种界面失效的抗疲劳粘附。
➣创新点2:制造的电极成功地以最小的运动伪影获得肌肉特异性肌电信号,这是传统表皮电极所面临的挑战。该设计解决了自顺应性和渗透性之间的固有矛盾,为长期可靠的可穿戴电子产品建立了新的范例。
https://doi.org/10.1038/s41467-025-66512-2
3、苏州大学汪晓巧教授Nat. Commun.(IF 15.7):湿法纺丝与应变编程规模化制备高性能水凝胶纤维


➣挑战:与传统的高强度、高模量纤维相比,蜘蛛丝独特地结合了高韧性、高强度和多种功能,使蜘蛛能够在自然环境中茁壮成长。然而,通过合成方法复制蜘蛛丝的复杂结构和特性,特别是通过可扩展的纤维制造工艺,仍然是一个艰巨的挑战。
➣方法:苏州大学汪晓巧教授课题组制备了一种基于聚丙烯酸钠(PANa)和聚丙烯酰胺(PAM)杂化聚合物水凝胶的仿蛛丝纤维。
➣创新点1:该方法通过湿纺纺丝中的可控微相分离与应变编程技术,成功开发结构、性能均高度接近天然蛛丝的多尺度杂化纤维。
➣创新点2:该复合纤维具有蜘蛛丝的综合性能和功能,包括韧性为118.7 MJ/ m-3,抗拉强度为172.3 MPa,弹性应变恢复率为50%,阻尼效率为96%,超收缩率为60%,湿度敏感性为60%。
https://doi.org/10.1038/s41467-025-66537-7