導語
據Web of Science數據庫統計,2022年,在靜電紡絲領域發表數量排名前三的出版物分別是《Polymers》、《ACS Applied Materials & Interfaces》和《Nanomaterials》。它們最新的影響因子分別為4.967、10.383和4.324。近期,靜電紡絲相關的研究成果頻繁發表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上。本期內容精選其中5篇分享給大家,供大家了解。
1、南京林業大學蔣少華教授等人:用于快速驅動的遙控光/電/磁多響應水凝膠
?挑戰:水凝膠驅動器作為一種柔性智能材料,發展前景廣闊。但這些驅動器難以同時實現多響應性、多遠程驅動、高強度、快速響應、復雜變形可編程等功能。
?方法:南京林業大學蔣少華教授等人以Fe3O4/共聚(異丙基丙烯酰胺-4-苯甲酰苯基丙烯酸酯)[Fe3O4/P(NIPAM-ABP)]為有源層,以各向同性導電膠(ICAs)為無源層,逐層制備了一種各向異性雙層水凝膠驅動器。
?創新點1:得益于Fe3O4/P(NIPAM-ABP)水凝膠的纖維化和孔隙率,制備的水凝膠驅動器具有優異的機械強度和響應速度等多種功能特點。
?創新點2:Fe3O4納米顆粒良好的光熱性能和磁導率,為水凝膠致動器提供了精確的遠程可控光和磁致動性能。Ag微片具有優異的導電性,為水凝膠致動器提供了遠程可控的電致動特性。
?創新點3:結合P(NIPAM-ABP)的響應性,該驅動器可實現包括溫度響應、乙醇響應和鹽響應在內的短程驅動。更重要的是,它可以實現遠程驅動,包括光、電和磁響應。
https://doi.org/10.1021/acsami.2c22831
2、中原工學院何建新教授等人:共軛紡絲結合電噴霧制備高拉伸、高靈敏度的可穿戴多傳感紡織品
?挑戰:具有優異柔軟性、透氣性和易于與功能設備集成等特點,基于紗線/紡織品的智能壓阻傳感器對于皮膚界面電子產品至關重要。然而,采用簡單易行的方法制備具有高機械強度、多功能一體化和舒適性的一維傳感紗,仍具有挑戰性。
?方法:中原工學院何建新教授等人采用共軛靜電紡絲-靜電噴霧技術,連續構建了具有層級結構的聚氨酯(PU)納米纖維包覆銀納米線的傳感紗(AENSY)。
?創新點1:Ag NWs均勻嵌入并鎖定在定向扭曲的PU納米纖維(PUNF)中,在AENSY表面形成良好穩定性的機械傳感層。彈性 PUNF 增強了孔隙率、彈性和相當大的變形空間,賦予 AENSY 紡織品傳感器高達 1010 的應變系數,壓力靈敏度高達 16.7 N–1,高達160%的高拉伸性,長期循環穩定性。
?創新點2:AENSY紡織品傳感器具有輕質和親膚的優勢,可直接貼合人體彎曲的皮膚,監測人體各種運動。此外,可編織的 AENSY 可集成到具有傳感陣列的智能紡織品中,進行空間壓力和應變測量。
https://doi.org/10.1021/acsami.2c20322
3、深圳大學張學記教授團隊:發光 MOF 納米纖維促進糖尿病傷口愈合
?挑戰:高血糖微環境有利于細菌生長,使得糖尿病慢性創面傷口很難愈合。在檢查傷口時,傳統的傷口敷料易造成二次感染、加重患者疼痛感。因此,急需開發有效且多功能的傷口敷料。
?方法:深圳大學張學記教授團隊采用手持式靜電紡絲制備了葡萄糖氧化酶/碳點@銅金屬有機骨架基納米纖維(GOx/CDs@MOF NFs),作為一種多功能傷口敷料,可直觀監測傷口 pH 值并抑制細菌感染。
?創新點1:GOx/CDs@MOF NFs有效殺菌,促進創面愈合。CDs作為pH熒光劑,賦予GOx/CDs@MOF NFs對傷口pH敏感,且可逆的熒光傳感行為。這些視覺圖像被手機捕獲并轉換為RGB顏色模式值,可對傷口狀況進行現場評估。
?創新點2:該多功能傷口敷料為糖尿病傷口管理提供了智能有效的解決方案,并促進下一代數字可視化傷口敷料的發展。
https://doi.org/10.1021/acsami.2c21786
4、暨南大學李丹教授團隊:MOF/TPU復合纖維膜實現高效輻射制冷與光催化抗菌性能
?挑戰:在紡織品中引入被動輻射冷卻,是提高人體個性化熱生理舒適度的有效途徑。但是,當前的制冷織物設計策略主要集中在被動輻射制冷效果方面,織物多功能化的研究尚少報道。
?方法:暨南大學李丹教授/王吉壯副教授通過可擴展的靜電紡絲技術設計了一種具有高效輻射冷卻和抗菌性能的分級MOF/聚氨酯復合納米纖維膜。
?創新點1:ZIF-8/TPU膜由納米纖維和ZIF-8顆粒組成,兩者都能夠強烈散射可見光,從而實現更高的太陽反射率。復合膜在太陽輻射區域表現出約97%的反射率,在白天可實現比環境空氣溫度低7.2°C的降溫效果。
?創新點2:另外,ZIF-8還具有紫外光激發的殺菌性能,復合膜除了優異的制冷效果外,還表現出太陽光下良好的抗菌效果。
https://doi.org/10.1021/acsami.2c21832
5、天津工業大學楊光教授/莊旭品教授:分層結構碳納米纖維的類皮膚柔性應變傳感器
?挑戰:近期,模仿人類皮膚特性的柔性應變傳感器引起了極大的關注。然而,如何將皮膚的多種功能集成到一個應變傳感器中,例如可拉伸性、全方位運動響應和自愈合能力,仍然是一個巨大的挑戰。
?方法:天津工業大學莊旭品教授/楊光教授/閆靜副教授采用層級結構的碳納米纖維(CNFs)和彈性自愈合聚氨酯(PU),制備了一種類皮膚應變傳感器。
?創新點1:層級傳感結構由多種CNFs組成,從高度定向到隨機定向,使得傳感器兼具高靈敏度、寬響應范圍和快速響應。這些特性結合高拉伸性(870%)和優異的穩定性(>2000個周期),使傳感器能夠精確檢測從大關節運動到細微生理信號的全范圍人體運動。
?創新點2:此外,應變傳感器在室溫下具有自愈合能力,愈合效率高達97.7%,而自然陽光照射(24 h→0.5 h)可大大加快愈合過程。修復后的傳感器具有與原傳感器相當的拉伸性能、傳感性能和對微細身體信號的準確監測能力。
https://doi.org/10.1021/acsami.2c20104