丁彬教授、龙云泽教授、王金忠教授、郑国强教授等团队发表5篇“纳米纤维”新成果
导语
本期内容精选了东华大学丁彬教授、青岛大学龙云泽教授、哈尔滨工业大学王金忠教授等人的5篇“纳米纤维”新成果。主要介绍了纳米纤维/水凝胶复合材料、Janus结构纳米纤维在伤口愈合方面的研究进展，以及芯-鞘结构纳米纤维在传感器等方面的最新研究进展，供大家了解。
1、东华大学丁彬&李晓然Compos. Part B Eng.：强保水、高拉伸和自愈合水凝胶/纳米纤维膜复合材料，用于伤口愈合
➣挑战：由于湿润环境的产生，水凝胶已成为最有前途的伤口愈合敷料之一。但其保水能力较差，力学性能较弱。因此，在实际应用中迫切需要开发具有持久保湿、力学性能稳定、自愈性能的敷料。
➣方法：东华大学丁彬教授和李晓然教授以透气疏水聚氨酯/聚二甲基硅氧烷(PU/PDMS)纳米纤维膜和双交联壳聚糖基水凝胶为材料，采用动态希夫碱键和非动态光交联反应，制备了一种双层复合敷料。
➣创新点1：结合纳米纤维膜作为保护和机械支撑，双层水凝胶复合材料具有较强的保水能力，可提供持续的潮湿环境；具有优异的拉伸和压缩性能，可承受变形；具有较快的自愈合能力和良好的循环回弹性，可承受频繁的运动。
➣创新点2：体内实验表明，其对大鼠全层皮肤创面有较好的治疗作用。该研究表明，水凝胶/纳米纤维膜复合材料是一种很有前途的伤口愈合敷料。
https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.110672
2、青岛大学龙云泽&张俊Chem. Eng. J.：具有较强的湿组织附着力的Janus结构绷带，实现快速止血和伤口愈合
➣挑战：粉末状的止血剂，在遇到高血压出血时，容易被血流冲走，有进入血管引起血栓形成的危险。纤维膜止血绷带对伤口附着力差，需要长时间按压止血，可能导致组织缺血性坏死。
➣方法：青岛大学龙云泽教授和张俊副教授受金丝燕搭建燕窝的启发，提出了在纳米纤维旋转飞行过程中，将大颗粒的自凝胶粉末复合在纳米纤维上，一步制备Janus复合纳米纤维膜的方法。这种Janus结构是一种不对称的润湿性结构。
➣创新点1：水侧通过集中凝血因子在1 min内实现凝血。疏水的一面是99.99%无细菌，防止出血。此外，该膜材料附着力强，5.3 s即可凝胶，尤其不需要事先擦拭湿组织上的血迹。
➣创新点2：对出血部位粘附牢固，能承受176 mmHg的破裂压力，远高于人体正常收缩压。与医用纱布和市售明胶止血海绵相比，止血时间缩短至1/5(1.16±0.28 min)，出血量减少至1/3(111±11 mg)。
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142458
3、哈尔滨工业大学王金忠&高世勇Adv. Funct. Mater.：大面积Bi2S3纳米纤维膜用于快速光响应红外成像光电探测器
➣挑战：具有优异柔韧性和机械稳定性的薄膜对于柔性和可穿戴设备非常重要。然而，大多数报道的薄膜是在基材上制备的，自支撑柔性薄膜的合成仍然是一个挑战。
➣方法：哈尔滨工业大学王金忠教授&高世勇副教授通过一步水热法成功制备了自支撑Bi2S3纳米纤维膜(NFM)，该膜由超长Bi2S3纳米线(NWs)自组装而成，长度为毫米级。
➣创新点1：Bi2S3 NFM可以弯曲或剪切成任意所需的形式。基于Bi2S3自支撑NFM，制作了一个红外光电探测器，在850 (940)nm光照下的鲁棒响应率为2.23(2.06)µa W−1。
➣创新点2：Bi2S3 NFM光电探测器表现出相对较快的响应时间(47.1 ms)，这归因于NWs网络中的高速载波传输效率。在弯曲状态下，器件仍然表现出优异的检测性能，即使经过1000次弯曲压平，器件仍能保持86%以上的初始光电流。
➣创新点3：Bi2S3 NFM光电探测器在空气中存储2个月和弯曲状态1周后的稳健光响应表明其具有良好的空气稳定性和灵活的检测能力。此外，光电探测器可以清晰地识别目标图像，在柔性和可穿戴领域具有广泛的应用潜力。
https://doi.org/10.1002/adfm.202300159
4、哈尔滨工业大学朱嘉琦教授等人ACS Appl. Mater. Interfaces：静电纺丝制备均匀排列的聚合物网络液晶芯-鞘纤维
➣挑战：静电纺聚合物液晶(PLC)纤维因其响应速度快、柔性强等特点，在可穿戴传感器和自适应纺织品等领域具有广阔的应用前景。然而，现有的PLC纤维只有狭窄的响应范围，耐热性和耐化学品性差。
➣方法：哈尔滨工业大学朱嘉琦教授等人采用同轴静电纺丝工艺制备了一种新型PLC纤维。芯溶液为4-氰基-4'-戊基联苯 (5CB)，鞘溶液为含有13% PVP和10%活性介元(RM)的混合物。在紫外线照射纤维后，芯中的5CB和从芯中扩散的RM交联成LC聚合物。
➣创新点1：该纤维的相变温度范围在13.5 ~ 155.5℃之间，响应时间小于10 s。温度范围也可以通过调节静电纺纤维中的成分和紫外线曝光时间来控制。以这种方式制备的芯-鞘纤维表现出优异的耐热性和耐化学性，并具有可逆的光学响应。
➣创新点2：此外，当纤维暴露于挥发性有机化合物(VOCs)如甲苯时，纤维在25秒内对甲苯蒸汽表现出快速的光学响应。这项研究表明，这种纤维可能用于制备柔性温度和化学传感器。
https://doi.org/10.1021/acsami.2c23065
5、郑州大学郑国强教授ACS Appl. Mater. Interfaces：电纺芯-鞘 PVDF 压电纤维用于传感器
➣挑战：商用压电传感器通常采用无机压电材料，包括石英晶体、锆钛酸铅等(PZT)、钛酸钡(BaTiO3)等。但是，由于其柔性、兼容性差和脆性，使其应用范围受到极大限制。
➣方法：郑州大学郑国强教授团队报道了一种将聚偏氟乙烯(PVDF)直接静电纺丝在不锈钢丝上制备芯鞘压电纤维(C-PEF)的简便方法。
➣创新点：这种C-PEF可以很好地响应不同程度的弯曲变形，因此可以组装成压电弯曲传感器进行风速传感。此外，类弹簧结构C-PEF (S-C-PEF)可以作为压电弹簧传感器，以复杂的方式监测人类的睡眠行为。
https://doi.org/10.1021/acsami.2c20512
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