DOI:DOI: 10.1021/acsami.0c03103
電紡短纖維海綿由于其超高孔隙率、輕質、多功能特性而備受關注。尤其是聚酰亞胺（PI）海綿，因其優異的力學性能和熱穩定性而受到研究者的青睞。然而，包括PI在內的許多海綿通常是疏水性的，并在有毒的非水溶劑（如1,4-二惡烷）中合成。相反，親水性海綿遇水就會分解。在此，研究者提出了一種通過引入合適的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）在水中制備PI海綿的新策略。相對于PI短纖維，SDBS的含量小于1wt%，可以在水中均勻分散，并與聚酰胺酸（PAA）溶液充分混合。取決于SDBS的濃度，合成的海綿顯示出親水性和5000%以上的吸水率。海綿的親水性并不是普遍存在的，這也給由水溶液制備海綿材料的研究帶來了新的機遇。這種親水性海綿相對特殊，因為它們在與水接觸時不會膨脹，這使其尺寸穩定。本文介紹的方法可作為未來親水海綿開發的里程碑，這些親水海綿可用于從組織工程到油/水分離的各種應用。
圖1.（a）在去離子水中制備sPI海綿的合成示意圖。短PI纖維分散體的數碼相機圖像（b）在沒有SDBS的情況下進行超聲處理之前，（c）在超聲處理之后，（d）在添加PAA之后。（e）短PI纖維的光學顯微鏡圖像和（f）纖維長度分布。（g和h）數碼相機圖像顯示sPI海綿與疏水性傳統PI海綿相比具有親水性。（b）、（c）和（d）中的比例尺為10 m m，e中的比例尺為100μm。
圖2.不同sPI海綿的接觸角分析：（a）SDBS濃度范圍寬，（b）SDBS濃度低于臨界濃度（發生親水性向親植性轉變的濃度）。（c）不同密度sPI海綿和（d）SDBS（10%）-sPI海綿的吸水率。（e）不同密度sPI海綿和（f）SDBS（10%）-sPI海綿的吸水周期。
圖3.（a）不同sPI海綿的可計算密度，（b）壓縮應力-應變曲線，（c）壓縮循環試驗。
圖4.（a）電紡PAN納米纖維的SEM圖像。（b）短PAN纖維的纖維長度分布。（c）顯示親水性電紡PAN海綿的數碼相機圖像。（d）電紡PAN海綿的吸水性能（實時）。（a）中的比例尺為4μm。
圖5.（a）常規疏水性PI海綿和（b）SDBS（50%）-sPI海綿，（c）SDBS（10%）-sPI海綿和（d）SDBS（3.33%）-sPI海綿的光學顯微鏡圖像。在營養培養基中培養4周后，（e）常規疏水性PI海綿和（f）SDBS（50%）-sPI海綿的瓊脂平板試驗圖像。4周后，白色菌落的存在證實了SDBS（50%）-sPI海綿中存在大腸桿菌。（比例尺–（a）：0.2 mm；（b、c和d）：0.5 mm）。
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