导语
本期内容精选了5篇“静电纺丝”新成果，主要介绍了静电纺丝技术制备有机水凝胶、3D结构纳米纤维、多功能纤维支架、MOFs纳米纤维膜等方面的最新研究进展，供大家了解。
1、西安工业大学周宏伟教授Adv. Funct. Mater. ( IF 19.924 )：受渔网启发，开发具有出色机械稳定性多尺度离子有机水凝胶，用于柔性电子设备
➣挑战：柔性电子器件对有机水凝胶/水凝胶的机械稳定性和导电性的要求越来越高，但实现综合高性能的有机水凝胶/水凝胶仍然是一个挑战。
➣方法：西安工业大学周宏伟教授团队受渔网的几何变形性和鲁棒性的启发，开发了具有各向同性机械坚固性的多尺度离子有机水凝胶。以聚丙烯酸(PAA)和聚乙烯醇(PVA)为原料，将聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶、Zn2+和甘油-水二元溶剂引入交联纤维垫中，制备有机水凝胶。
➣创新点1：由于其独特的结构，所制备的PAA-PVA/PAM/Zn2+有机水凝胶具有优异的抗拉强度(9.45 MPa)、高拉伸性、优异的抗疲劳性能、类皮肤力学行为和离子导电性。
➣创新点2：有机水凝胶在柔性电子器件中很有前景，能够在宽温度范围和恶劣的机械条件下正常工作，例如柔性机械传感器中的机械电信号转导材料和锌离子混合超级电容器中的坚固电解质。
➣创新点3：有机水凝胶的多尺度设计策略，不仅为提高柔性材料的力学性能提供了方法，而且为未来柔性电子器件提供了有前景的材料。
https://doi.org/10.1002/adfm.202213501
2、牛津大学 Barbara M Maciejewska & Nicole Grobert团队 ACS Nano ( IF 18.027 )：揭示原位形成具有可控特性 3D 纤维宏观结构的机制
➣背景：静电纺丝技术以产生不同的纤维而闻名。虽然这是一种“简单”的技术，但事实上，纤维通常以密集填充的二维(2D)垫的形式生产，其厚度、形状和孔隙率都有限。通过耗时的后处理和/或复杂的设置修改探索了高度需求的三维 (3D) 纤维组件。
➣方法：牛津大学 Barbara M Maciejewska & Nicole Grobert团队使用经典的静电纺丝装置，仅通过调制纺丝溶液即可直接产生3D纤维宏观结构。
➣创新点1：溶液电导率的提高改变了电动力学射流行为和纤维组装过程；两者可用高速摄像机观察。更粘稠的溶液呈现更粗的纤维，其拥有增强的机械刚度。研究者揭示了通用溶液参数与纤维组件尺寸之间的相关性，为设计与任何商业静电纺丝设备兼容的更多“3D可纺”解决方案提供了启示。
➣创新点2：经过煅烧步骤后，生成超轻陶瓷纤维组件。这些廉价的材料可以清除大量的漏油，并提供高性能的隔热材料。这项工作将推动下一代3D纤维材料的开发和规模化生产，用于工程、生物医学和环境应用。
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c00289
3、北京化工大学薛佳佳教授&哈佛大学医学院陶伟教授等人ACS Nano ( IF 18.027 )：受生物启发，制备光热效应增强的多功能纤维支架促进骨再生
➣挑战：可穿戴和柔性电子产品的可靠能源器件须满足高拉伸性、稳定性和易于集成的基本需求。尽管二维平面能源器件的材料和结构设计取得了重大进展，但由于制造技术的挑战，基于纤维的电子产品仍局限于可扩展的制造和低导电性。
➣方法：北京化工大学薛佳佳教授&哈佛大学医学院陶伟教授等人合作制备了一种生阶段性光热效应增强的多功能骨修复支架。利用黑磷纳米片(BP NSs)掺杂单轴向排列的静电纺聚己内酯纳米纤维，使支架具有良好的近红外响应能力。
➣创新点1：然后在支架表面装饰 Apt19S，以选择性地将 MSC 募集到受伤部位。装有抗菌药物的相变材料微粒沉积在支架表面，支架在39℃以上发生固-液相变，触发载荷释放，消除细菌，防止感染。
➣创新点2：在近红外照射下，光热介导的热休克蛋白的上调和BP NSs的加速生物降解可以促进MSCs的成骨分化和生物矿化。该策略显示了在体外和体内利用光热效应消除细菌、募集MSCs和促进骨再生的能力，强调了生物激发支架的设计及其在骨组织工程中轻度光热效应的潜力。
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c11486
4、东华大学王雪芬教授Chem. Eng. J. ( IF 16.744 )：铽基MOFs及其固定化纳米纤维膜，用于选择性检测和高效去除磷酸盐
➣挑战：工业和矿产的发展，农药和化肥的过度使用，以及人类活动的无端排放，废水和含磷超标的污水被排放到河流、水库和湖泊中，导致有害的藻华和水生生态系统富营养化，严重威胁饮用水安全，最终影响人类的健康。因此，为了监测和控制水体的富营养化和恶化，从废水和污水中检测和去除磷酸盐至关重要。
➣方法：东华大学王雪芬教授通过水热反应成功合成了一种发光棒状铽基金属有机骨架(MOFs)，以方便高效地检测和吸附磷酸盐。
➣创新点1：铽基MOFs (Tb-BTC)通过荧光猝灭机制对磷酸盐具有较高的选择性，猝灭常数值(Ksv)为1.18 × 104 M−1，检测限(LOD)为2.97 μM。根据Langmuir等温模型和准二级动力学模型，Tb-BTC对磷酸盐的吸附能力也较好，吸附平衡时间为30 min，最大吸附量可达222.2 mg/g。
➣创新点2：Tb-BTC 纳米粒子可以稳定地整合到聚丙烯腈 (PAN) 纳米纤维中，通过静电纺丝构建分层杂化纳米纤维膜 (PAN/TB)，进一步提高其可操作性和可恢复性。获得的定制膜对磷酸盐保持选择性检测，视觉LOD为3 × 10−4 M，对磷酸盐的捕获良好，最大吸附容量为111.3 mg/g。
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142751
5、东华大学闫建华&祝创Chem. Eng. J. ( IF 16.744 )：Mxene 插层增韧策略，增强 TiO2 纳米纤维的柔韧性和光催化效率
➣挑战：连续型TiO2纳米纤维(NFs)具有光化学活性高、活性位点可调、易于回收等优点，在催化领域引起了极大的兴趣。然而，由于陶瓷TiO2本身的脆性，它们很容易破裂。
➣方法：东华大学闫建华教授和祝创老师报告了一种 Mxene 插层增韧策略，通过溶胶-凝胶静电纺丝法然后低温煅烧来制造柔性 TiO2 NF 薄膜。
➣创新点1：在TiO2 NFs中原位掺杂MXene (Ti3C2Tx)纳米片减小了晶粒尺寸，并引入了二维缺陷MXene衍生的TiO2平面，前者产生了曲折的晶界，可以减少裂纹扩展，而后者产生了弹性砖-砂浆结构的异型结。
➣创新点2：双重作用显著提高了TiO2 NFs的断裂强度，从0.06 MPa提高到0.16 MPa。有趣的是，这种策略减少了TiO2的带隙，更有效地导电光生载流子。在不使用牺牲剂和光敏剂的情况下，光催化CO2还原为CH4的反应速率可达31.6 μmol/g/h。
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142798
