DOI:10.1016/j.synthmet.2020.116609
尋找新的納米結構以實現多功能應用是眾多研究的主要目標。本文綜述了近年來基于靜電紡絲技術的聚苯胺(PANI)納米纖維(NFs)的合成、性能、優勢和應用等方面的最新研究進展。在各種基于納米結構導電聚合物(CPs)的納米纖維體系中,聚苯胺(PANI)因其獨特且優異的性能而備受關注。眾所周知,這種PANI基NFs是通過靜電紡絲技術由前驅體聚合物溶液制備而成的,靜電紡絲是一種利用強靜電場的直接且簡便的方法。由于其出色的理化和電化學性能,基于聚苯胺(PANI)的電紡NFs在納米纖維基超級電容器、傳感器設備、支架材料和導電組織工程、水過濾和凈化、太陽能電池等諸多領域得到了廣泛的應用。但是,與其他CPs相比,PANI的可加工性比較低,這主要是由于其共軛骨架結構牢固。為了滿足多種應用的需求,本文探討了PANI NF靜電紡絲所面臨的困難,并探索了電紡納米復合材料或雜化材料及其混合物的進展。因此,為了更深入的探索并激發最新技術進展,本綜述重點介紹了近年來電紡PANI NF在超級電容器、傳感器、生物醫學和腐蝕應用等領域的最新研究成果和產品升級,以及靜電紡絲的基本工作原理、未來發展前景和當前挑戰。
圖1.靜電紡絲的基礎設備。
圖2.納米纖維形成的示意圖以及不同參數對靜電紡絲工藝的影響。
圖3.(A)聚苯胺(PANI),(B)還原態聚苯胺(LE),(C)氧化態聚苯胺(PG),(D)翠綠亞胺堿(EMB)和(E)翠綠亞胺鹽(EMS)的結構。(如需解釋此圖例中對顏色的引用,請參閱本文的網絡版本。)
圖4.通過一步靜電紡絲技術制備獨立、無粘合劑、高純度PANI基NFs的總體方案。
圖5.(A)PANI-CNT的CV圖,(B)(a)PANI93和(b)PANI-CNT的SEM圖像,(c,d)PANI-CNT納米纖維的TEM圖像,顯示了CNTs的分布。
圖6.電紡纖維氈的圖像。
圖7.生物醫學領域中導電PANI基納米復合材料的最新生物應用和活性。