摘要:本期内容,易丝帮精选了东华大学闫建华、郑州大学刘春太教授、东北林业大学韩广萍教授和天津工业大学刘雍教授团队发表的4篇“静电纺丝”顶刊论文。主要介绍静电纺丝技术在电池、辐射冷却织物、摩擦纳米发电机等方面的研究进展,供大家了解参考。
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4篇“静电纺丝”顶刊文章!闫建华教授、刘春太教授、刘雍教授等团队新成果
导语
本期内容,易丝帮精选了东华大学闫建华、郑州大学刘春太教授、东北林业大学韩广萍教授和天津工业大学刘雍教授团队发表的4篇“静电纺丝”顶刊论文。主要介绍静电纺丝技术在电池、辐射冷却织物、摩擦纳米发电机等方面的研究进展,供大家了解参考。
1、东华大学闫建华教授Adv. Sci.(IF 14.3):Co─Co2Nb5O14 双功能电催化剂,用于可持续 Zn-Air 电池
➣挑战:过渡金属和金属氧化物异质结作为 Zn-Air 电池的双功能氧还原/析出反应(ORR/OER)电催化剂已被广泛研究,但过渡金属氧化物和催化过程中界面的动态变化仍不清楚。
➣方法:东华大学闫建华教授采用溶胶-凝胶静电纺丝法制备柔性Co─Co2Nb5O14-x@PCNF薄膜,并在H2/Ar气氛下进行预氧化和碳化,开发了一种Co─Co2Nb5O14 的双功能电催化剂。
➣创新点1:SMSI 界面促进了 Co/Co2Nb5O14 之间的动态电子转移,Nb4+/Nb5+ 的可逆活性位点实现了中间体的双向吸附/迁移,从而实现了动态可逆界面重构。
创新点2:该电催化剂具有0.84 V的高ORR半波电位、296.3 mV的低OER过电位和30000 s以上的高循环稳定性。ZAB具有850.6 mA h·gZn1的高容量,可在10 mA·cm-2下稳定运行2050个循环。
2、郑州大学刘春太教授Adv. Fiber Mater. ( IF 17.2 ) :可拉伸热塑性聚氨酯/氮化硼纳米片织物,用于多场景被动辐射冷却
➣挑战:具有高太阳反射率和中红外发射率的被动式辐射冷却织物在个人冷却应用中具有很大的前景。然而,目前大多数被动辐射冷却织物忽视了其固有的导热性,导致人体皮肤到环境的热量传递无效。
➣方法:郑州大学刘春太教授团队通过一步静电纺丝法制备高各向异性导热热塑性聚氨酯/氮化硼纳米片(TPU/BNNS)织物,将导热冷却机理引入被动辐射冷却织物中。
➣创新点1:这种高各向异性使得沿面内方向的快速热传递能够散热,同时阻挡外部热量沿面外方向的渗透,从而达到有效的传导冷却效果。此外,BNNS的加入增加了太阳辐射的散射位点,进一步将织物的太阳反射率提高到95%。
➣创新点2:结合TPU和BNNS的本征基团所提供的高发射率(92.9%),该织物具有良好的辐射冷却能力。因此,在被动辐射冷却和导电冷却的双重作用下,TPU/BNNS织物实现了12.4℃的亚环境冷却和10.7℃的个人冷却。
3、天津工业大学刘雍教授Nano Energy ( IF 16.8 ):用于消防员运动和位置监测的摩擦纳米发电机
➣挑战:基于氟化聚酰亚胺纺织品的摩擦电纳米发电机用于高温环境下的能量收集。然而,它仍然存在一些固有的缺点,如机械性能低,使用寿命差。
➣方法:天津工业大学刘雍教授和刘延波教授合作,成功合成了氟化聚酰亚胺-硅氧烷(FPIS),然后采用静电纺丝的方法制备了以FPIS为壳纱,不锈钢为芯纱的壳芯结构纱。
➣创新点1:由于柔性硅氧烷的改性和纳米纤维在热亚胺化过程中的原位键合,壳纱的机械性能得到了极大的改善。拉伸强度为 13.4 Mpa,是未改性氟化聚酰亚胺的 68 倍。
➣创新点2:具有壳芯结构的纺织基摩擦纳米发电机(TENG)具有优异的柔韧性、耐磨性、耐水性、透气性、耐热性和电输出。
➣创新点3:在单电极模式下,它的开路电压(Voc)为 62.5 V,在 250 °C 时仍为 33.6 V。 它可以作为智能可穿戴纺织品,识别消防员的不同运动状态并实时监控消防员的位置,为消防员在消防救援行动中提供有效的安全保障。
4、东北林业大学韩广萍教授等人Nano-Micro Lett.( IF 31.6 ):个人热管理中室内外被动辐射冷却的选择性发射织物
➣挑战:辐射冷却织物在没有能量输入的情况下创造了一个热舒适的环境,为个人热管理提供了一种可持续的方法。然而,目前报道的大多数面料主要关注室外冷却,忽略了室内外同时冷却,从而削弱了整体冷却性能。
➣方法:东北林业大学韩广萍、程万里、宦思琪、王栋等人通过静电纺丝法制备了一种具有选择性发射特性的全尺寸结构织物,旨在同时实现室内与室外的被动辐射冷却。
➣创新点1:该织物在阳光波段(0.3–2.5μm)内达到 94% 的反射性能,有效减少热量吸收,在中红外波段(2.5–25μm)内达到 6% 的反射性能,促进了热辐射的释放。
➣创新点2:该织物在大气窗口波段(8-13 µm)表现出81%的辐射发射性能,并在中红外波段表现出25%的辐射透过性能,分别提供了60 W/m²和26 W/m²的室外和室内净冷却功率。
➣创新点3:在实际应用中,该织物可实现出色的室内和室外人体降温,温度比典型的聚二甲基硅氧烷薄膜低 1.4-5.5 ℃。
https://doi.org/10.1007/s40820-025-01713-4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。
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来源:大眼儿话科学