DOI: 10.1039/D0NR02641G
本研究表明，在靜電紡絲過程中可以使用多種陶瓷成分獲得層狀表面圖案。片狀結構的形成是由最初均勻的圓柱形纖維（由聚合物和前陶瓷化合物組成）在熱處理過程中形成的外殼所決定的。通過改變靜電紡絲溶液中聚合物與預陶瓷的比例，本工作首次展示了一種簡便的方法來控制獲得薄片的表面結構和取向。此外，還說明了七種不同組成的層狀形態。本報告為在金屬氧化物納米纖維中獲得獨特的表面圖案提供了一條新的途徑，并證明了它們在不同領域中的應用。具體而言，本研究展示了利用層狀結構的Ni-Al-O纖維作為替代鋰離子電池負極的前景。此外，本工作還彰顯了Fe-Al-O纖維作為有效催化劑材料的潛力。
圖1.圓柱形核-殼物體的屈曲圖案。薄片形成的示意圖，（A）當徑向應力比軸向應力大1.15倍時，（B）當徑向應力比軸向應力小0.9倍時。以及（C）后彎曲模式與系統的殼-芯物理和幾何參數的函數關系。其中E/Es是殼與芯的彈性模量之比，R/h是芯徑與厚度之比。
圖2.熱處理前的電紡納米纖維（acac/PVP為1.5）。
圖3.加熱到475℃后具有不同acac/PVP比的納米纖維。（A）0.8、（B）1.0、（C）1.2和（D）1.5。
圖4.加熱到220℃后具有不同acac/PVP比的納米纖維。（A）1.0、（B）1.2和（C）1.5。
圖5.在低和高acac/PVP比下形成表面圖案的模型。
圖6.層狀和波紋納米纖維的性能。（A）光滑和層狀納米纖維的BJH解吸dV/dlog（D），（B）波紋（acac/PVP=0.8）和層狀（acac/PVP=1.5）納米纖維的BJH解吸累積孔面積，以及（C）熱處理后Fe-Al-O納米纖維的總BET表面積與前驅體中acac/PVP比的函數關系。
圖7.熱處理后觀察到的具有納米纖維層狀形態的其他材料系統。（A）Al2O3、（B）Fe2O3、（C）NiO、（D）Ti-Al-O、（E）Ti-Fe-O和（F）Ni-Al-O。
圖8.描述了設計的電紡層狀結構的一種可能應用，其中Ni-Al-O部署在鋰離子電池半電池中。顯示了其性能的以下幾個方面，包括：（A）充放電曲線、（B）差分容量（dQ dV-1）分析和（C）循環性能。
