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ACS Appl. Mater. Interfaces 》期刊2022年4-6月关于“静电纺丝”重要研究

2022-09-23   易丝帮

导语

本文梳理了20224-6月发表在《 ACS Applied Materials & Interfaces 》期刊中关于静电纺丝技术在过滤纳米织物、传感器等方面的最新研究进展,供大家了解学习,希望给你的科研带来创新想法。

 

1、香港中文大学:金属-有机框架负载对静电纺纳米纤维空气过滤器过滤性能的影响 

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本研究假设存在一个最佳的MOF数量,可以集成到静电纺纳米纤维过滤器,以达到最大的颗粒去除效率,同时最小化相应的MOF合成时间。 

➣ 本研究系统研究了MOFs的典型类型沸石咪唑框架-67 (ZIF-67)原位生长过程对聚丙烯腈(PAN)静电纺丝纳米纤维过滤性能的影响。

➣ PAN/ZIF-67杂化纳米纤维过滤器的表面形貌和化学组成随反应时间的延长而逐渐改变。对于PM0.3-0.4初始过滤效率较低的PAN/ZIF-67杂化纳米纤维过滤器,仅需5 min的反应时间就可以合成出最大的PM0.3-0.4过滤效率的ZIF-67

➣ 此外,加入ZIF-67的量与超细颗粒过滤效率的提高呈正相关。总之,本研究将静电纺纳米纤维过滤器中MOFs的原位掺入合成时间从超过10小时缩短至仅5分钟。

DOI: 10.1021/acsami.2c06808

 

2、江苏大学潘建明:硼酸盐亲和功能化 Zn-MOF/PAN 衍生的分子印迹空心碳电纺纳米纤维

 

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➣ 本研究提出了由ZIF-8/PAN纤维衍生的硼酸亲和(TBA)功能化分子印迹空心碳静电纺纳米纤维(MI-HCESNFs),该纤维具有对莽草酸(SA)的选择性结合位点。

 

➣ HCESNFs以优异的结构特性作为高孔静电纺丝底物,KH560作为后续聚乙烯亚胺(PEI)改性的接枝材料,PEI由于其长链和丰富的氨基作为树枝状平台来接近更多的硼酸,以及TBA分子基团作为功能单体,在中性条件下与SA特异结合。

 

➣MI-HCESNFs得益于其多孔结构、高密度的硼酸以及表面高度可及的印迹位点,对SA分子表现出较强的亲和性和选择性。

 

➣MI-HCESNFs的吸附量可达127.8 mg g-1,是非印迹材料的3.1倍。MI-HCESNFs在连续超声处理下稳定,可循环8次,吸附量略有损失8.615%

DOI: 10.1021/acsami.2c06664

 

3、香港城市大学Chi Yan Tso:用于个人热管理的辐射冷却纳米织物,使温度下降9°C

 

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 采用纳米粒子掺杂聚合物(氧化锌和聚乙烯)材料和静电纺丝技术,研制出具有理想光学性能和良好适用性的纳米纤维。

 

 该纳米织物提供了凉爽的纤维结构,具有出色的太阳反射率(91%)和中红外透射率(81%)

 

 在室外阳光直射下的现场测试中,与棉织物覆盖的皮肤相比,纳米织物可以降低9°C

 

 即使在某些极端条件下,与传统棉织物相比,纳米织物也可以减少人体的降温需求,证明这种材料是更好地调节人体体温的可行解决方案。

DOI: 10.1021/acsami.2c05115

 

4、四川大学高分子研究所张爱民:超灵敏和可回收的多功能超疏水传感器膜,用于水下应用,天气监测和废水处理

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 将静电纺丝和超声锚固技术相结合,研制了一种具有超疏水性和高灵敏度应变响应的可回收柔性传感器。

 

 构建的层次化网络结构由无氟超疏水多壁碳纳米管和纳米颗粒增强的多孔弹性体膜基底组成。

 

 所获得的传感器在超高灵敏度(最大测量因子为12 172.46)、快速响应时间为80 ms和优异的耐久性(10 000次循环)方面表现出了优异的应变传感性能。

 

 损坏的传感器可以被少量的环己烷迅速溶解,从而实现材料的回收。可回收的多功能膜可以减少对环境的潜在污染,在复杂环境中具有很好的应用前景。

DOI: 10.1021/acsami.2c01345

 

5、吉林大学卢革宇和孙鹏:用于超灵敏压阻式压力传感器的全纳米纤维网络结构

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 本文报道了一种由静电纺丝技术制备的多层纳米纤维网络结构组成的超薄柔性压阻压力传感器

 

超薄敏感层是由聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)和聚酰胺6PEDOTPSS/PA6)组成的复合纳米纤维薄膜,通过同时静电纺丝制备。

 

PEDOT:PSS导电纤维和PA6弹性纤维交织形成多层网络结构,通过在载过程中形成丰富的接触点,可以实现超高灵敏度。

 

金沉积PA6纤维作为上下柔性电极可以有效地增加初始电阻。由于这种特殊的纤维电极结构,该传感器在受到弱外力时能够产生较大的电信号变异性。

 

通过控制静电纺丝时间,可以得到具有不同传感性能的器件。基于PEDOT:PSS/PA6纳米光纤网络的传感器灵敏度高(0-1.4 kPa6554.6 kPa-1),响应时间快(53 ms),检测范围宽(0-60 kPa)

DOI: 10.1021/acsami.1c24257

 

6、山东大学焦秀玲:集成自浮式 Janus TPC@CB 海绵以实现高效的太阳能驱动界面水蒸发

 

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 通过简单的静电纺丝和气体模板膨胀法制备了由疏水性炭黑 (CB) 涂层和亲水性多孔热塑性聚氨酯-碳纳米管 (TPC) 纳米纤维基材 (TPC@CB) 组成的自浮式 Janus 海绵。

 

 独特的三层功能结构为:上部超疏水太阳能吸收涂层、中间超薄热定位层和下部蜂窝隔热层。

 

 Janus TPC@CB 海绵表现出高蒸发效率(1.80 kg m-2 h-1 1.0太阳照射下能效达97.2%),抗盐能力突出。

 

 利用Janus TPC@CB海绵作为太阳能驱动光热介质,实现了含盐废水处理中的液体零排放。

DOI: 10.1021/acsami.2c01359

 

7、厦门大学郑高峰:用于高效抗菌空气过滤的多级分流超细蓬松纳米纤维膜

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本研究建立了一种创新的低结合能和高电导率的静电纺丝系统来增强射流分裂,并通过静电纺丝聚酰胺6制备了含有大量超细纳米纤维和大量抗菌剂的蓬松纳米纤维膜(PA6)、聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)、壳聚糖 (CS) 和姜黄素 (Cur)

 

0.3 μm NaCl颗粒的过滤效率为99.83%,压降为54 Pa,品质因数(QF)高达0.118 Pa-1

 

➣CSCur协同增强抗菌性能; 对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为99.5%98.9%

 

这项工作将通过制造具有增强抗菌性的超细纳米纤维,在很大程度上促进天然抗菌剂在开发用于个人防护的高效、低阻力空气过滤器中的应用。

DOI: 10.1021/acsami.2c04700



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