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江雷院士、丁彬教授、樊瑜波教授等人发表3篇“高性能微/纳米纤维”顶刊文章
导语
本期内容,易丝帮精选北航江雷院士、东华大学丁彬教授、北航樊瑜波教授团队发表的3篇关于“纳米纤维”的顶刊论文。主要介绍纳米纤维在高强隔热材料、可调温智能面料、组织工程等方面的研究进展,供大家了解参考。
1、北航江雷院士、刘明杰教授Adv. Funct. Mater.:双重去质子化策略,开发高机械强度、超低导热芳纶纳米纤维薄膜
➣挑战:由于结构加固和隔热之间的内在权衡,开发同时具有高机械强度和低导热性的薄材料从根本上具有挑战性。
➣方法:北京航空航天大学江雷院士、刘明杰教授、鹿现永副教授团队提出一种“双去质子化”策略,通过对位芳纶纳米纤维(pANFs)与PMIA分子构建三维氢键网络,设计了高性能复合薄膜(pAMNFs)。
➣创新点1:纯有机复合膜的抗拉强度为202.5 MPa,韧性为24.1 MJ m−3,导热系数为0.0824 W m−1K−1,具有良好的热稳定性(分解温度为415.4℃)和耐水性。
➣创新点2:这些薄膜在较宽的温度范围内(从- 30°C到150°C)保持了95%以上的机械强度,超过了固有芳纶纳米纤维薄膜,后者在类似条件下仅保持68%。这种优异的性能源于强大的界面3D氢键网络,实现了纳米纤维和表面聚合物之间有效的负载传递和热调节。
https://doi.org/10.1002/adfm.202509681
2、东华大学丁彬教授&王先锋教授Nat. Commun.:可持续双向调温面料
➣挑战:保持服装微气候的平衡对人体健康管理至关重要。理想的智能纺织品应具有主动温度调节、透湿性和稳定的工作性能等关键特性。然而,包含所有这些功能的结构很少被报道。
➣方法:东华大学丁彬教授、王先锋教授团队通过分层结构工程策略报告了一种可持续且耐用的双向体温调节面料(Bi-DTF)。这一进步源于分子链的可编程性,旨在减少链聚集,提高功能颗粒相容性,构建动态应力耗散网络,从而充分增强复合纤维膜的鲁棒性。
➣创新点1:优化后的Bi-DTF大大消除了由环境改变引起的热/冷刺激,具有高能量存储密度(4.1 kJ m−2),即使在50次标准洗涤和500次摩擦循环后也能保持稳定的工作性能。
➣创新点2:与商用纺织品相比,在加热和冷却循环过程中,Bi-DTF的最大热温差仅为2.3°C,冷却温差为2.6°C。
http://doi.org/10.1038/s41467-025-62049-6
3、北航樊瑜波教授等人ACS Nano:可定制的丝素蛋白基水凝胶纤维支架,用于按需多方面组织修复
➣挑战:水凝胶支架是一种有吸引力的组织修复工具。然而,靶向组织修复需要特定的形状和生物功能设计,大多数天然蛋白基水凝胶支架主要局限于特定的组织修复应用。
➣方法:北航樊瑜波教授、刘海峰教授等人通过将甲基丙烯酸丝素(SFMA)与丙烯酸双膦酸盐(AcBP)相结合,开发了一种动态功能化的基质,它可以实现(1)通过可调静电纺丝收集器实现可定制的形状控制,(2)通过金属离子螯合实现按需生物功能定制。
➣创新点1:该平台的场景特异性治疗效果:(i) Mg2+功能化膜(S-LB-Mg)在临界尺寸的头颅缺陷中协调血管生成-成骨耦合,(ii) Ag+集成填充物(S-LB-Ag)通过非抗生素机制实现细菌根除并加速感染伤口愈合,以及(iii) Zn2+负载导管(S-LB-Zn)驱动巨噬细胞M2极化以增强周围神经再生。
➣创新点2:这种天然衍生的基于蛋白质的平台克服了与临床生物活性因子/抗生素复合支架相关的潜在副作用,以经济高效的方式为多种组织的修复和再生提供了一种简单而可定制的解决方案。
https://doi.org/10.1021/acsnano.5c03283
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