摘要：本期内容，易丝帮精选了中国科学院苏州纳米所张珽研究员、吉林大学孙鹏教授、西华大学袁乐教授、厦门大学郑志锋教授和苏州大学李斌教授团队在《Advanced Functional Materials》发表的5篇“静电纺丝”最新研究成果。主要介绍静电纺丝技术在传感器、

关注易丝帮，获取最新静电纺丝科研成果！

易丝帮开放实验室现已启用，为您提供全方位的实验支持与技术服务，欢迎预约体验。

导语

本期内容，易丝帮精选了中国科学院苏州纳米所张珽研究员、吉林大学孙鹏教授、西华大学袁乐教授、厦门大学郑志锋教授和苏州大学李斌教授团队在《Advanced Functional Materials》发表的5篇“静电纺丝”最新研究成果。主要介绍静电纺丝技术在传感器、隐身纺织面料、电池材料和骨再生等方面的研究进展，供大家了解参考。

1、中国科学院苏州纳米所张珽等人：基于纳米通道多维调控的高性能柔性水伏离子传感器件

➣挑战：蒸发诱导的水力发电效应代表了绿色能源收集和自供电离子传感的一个有前途的途径。然而，由于固液界面设计的复杂性以及界面参数对光伏性能影响的系统研究不足，阻碍了高性能光伏器件的发展。

➣方法：中国科学院苏州纳米所张珽研究员和李连辉副研究员创新地提出多维纳米通道调控策略构建高性能柔性水伏离子传感器件。

➣创新点1：在聚丙烯腈（PAN）电纺纳米纤维膜（ENFs）表面构建丝素蛋白（SF）功能涂层，成功提升了纳米通道的结构稳定性。通过调节纺丝液的浓度和涂层数，实现了纳米通道尺寸从3124.26 nm至316.24 nm的调控。

➣创新点2：根据所获得的影响机制，制备了具有光热转换能力的高性能柔性光伏传感器件，其开路电压超过3.5 V，单价离子传感范围为10−7-10−1 m。最终，开发的柔性水力发电装置成功地用于自供电电解质监测。

2、吉林大学孙鹏教授团队：基于多功能离子纤维传感器系统，进行物体识别和抓取的人工触觉感知

➣挑战：人类的触觉感知包括皮肤触觉感受器对外界刺激的反应以及中枢神经系统对这些信息的处理。然而，基于单一传感机制的压力传感器在作为触觉仿生皮肤同时实现机械刺激感知和物体识别方面面临挑战。

➣方法：吉林大学张鹏教授、赵留鹏团队提出用1‐乙基‐3‐甲基咪唑双氰胺（[EMIM][DCA]）修饰的多功能离子纤维膜，实现高性能离子电容传感和摩擦发电。[EMIM][DCA]通过独特的氢键高度掺杂到热塑性聚氨酯中，产生具有超高灵敏度（184.3 kPa−1）和超低检测限（1.9 Pa）的电容式触觉传感器。

➣创新点1：双氰胺离子将供电子基团引入摩擦电正极层，使摩擦电纳米发电机（TENG）的输出性能提高了2.47倍，并具有超过20,000次循环的优异稳定性。

➣创新点2：通过整合这些出色的触觉传感和摩擦电特性，开发出一种智能手套，可以捕捉细微的抓握动作并识别不同的材料。扩大TENG的阵列并将机器学习集成到自动分拣夹具中，可以进一步增强识别物体的多样性，并将材料识别准确率提高到99.17%。

3、西华大学袁乐教授：灵感来自天然树叶的智能多波段迷彩纺织品

➣挑战：理想的光学伪装技术需要同时对抗可见光、高光谱和热红外探测的能力。然而，开发具有多波段和全天候隐身能力的智能伪装材料仍然是一个重大挑战。

➣方法：西华大学袁乐教授团队，受植物叶片蒸腾效应和光谱特性的启发，利用静电纺丝技术制备了一种仿生多层纤维织物，成功复制了天然树叶的可见光、高光谱和热红外探测特性。

➣创新点1：在多层纤维中加入梯度多孔结构可以模拟在植物中观察到的定向水传输和蒸腾冷却效应。与植物相比，这种设计实现了 0.84 kg m-2 h-1 的蒸发速率，同时将最大温差保持在 1.01 °C 以内。

➣创新点2：精确的颜料配方和多层纤维结构准确地模拟了天然叶子的关键光谱吸收和反射机制，通过纵可见光和近红外光谱曲线。复合纤维还表现出可逆的颜色变化，模仿了叶片的不同生长阶段。

4、厦门大学郑志锋教授团队等人：50°C至-20°C的宽温度范围内，实现高能混合锂离子/金属电池

➣挑战：锂离子/金属混合电池可以优化能量密度和寿命。然而，混合电池面临着诸如Li可逆性差和枝晶生长等关键问题。

➣方法：厦门大学郑志锋教授、广西大学梁立喆团队合作，通过碳纤维亲锂性和界面协同策略，即设计一种银纳米颗粒修饰石墨化层封装碳纳米纤维（G-CF-Ag）作为LIB/LMBs的集流体/负极，并调节界面化学，以提高混合电池的性能。

➣创新点1：在混合存储（2.5-0 V, 0 V以下沉积500 mA h/g Li，≈1.25 mA h/cm2 Li）中，电池在0.2 C下提供716 mA h/g的超高平台容量（电压0.1V以下容量），并在2 C快充150次循环内保持99.1%的平均CE。即使在50°C至-20°C的宽温度范围内，电池也能稳定运行。

➣创新点2：此外，N/P比为0.3时，G-CF-Ag||NCM811在0.2 C下提供587.5 W h kg−1的高能量密度。在相同的N/P比条件下，G-CF-Ag||LFP在50°C至-20°C的宽温度范围内能够稳定循环。

5、苏州大学李斌教授等人：功能性 3D 仿生骨质可加速骨骼再生

➣挑战：骨细胞内哈弗斯管的独特结构和组成在维持单个骨细胞的营养供应方面起着关键作用。因此，骨质在促进骨修复方面的固有优势引起越来越多的关注。然而，大多数现有的设计只是模仿骨结构的部分方面，无法全面复制其结构和功能。

➣方法：苏州大学李斌教授、韩凤选教授与苏州大学附属第三医院刘锦波教授合作，用静电纺丝技术制备模拟骨单位骨板层的纳米纤维支架，利用微流控制备模拟哈弗斯管的仿生血管，并将大鼠脐静脉内皮细胞引入其中，旨在开发一种功能性 3D 仿生骨质，以增强骨再生。

➣创新点1：植入大鼠脐静脉内皮细胞的仿生血管分泌骨形态发生蛋白刺激成骨，释放血小板衍生生长因子促进血管生成，进一步支持成骨过程。

➣创新点2：由 I 型胶原蛋白和纳米羟基磷灰石组成的纳米纤维释放钙离子，可以促进骨髓间充质干细胞的募集，增强它们与纤维的粘附，并促进成骨分化。

感谢阅读！如果您对静电纺丝技术感兴趣，或者有相关实验需求，欢迎随时联系易丝帮静电纺丝开放实验室。

我们的实验室不仅提供先进的设备和技术支持，还能帮助您解决从实验设计到产业化过程中遇到的各种难题。

来源：老陈讲科学那些事