導語:
靜電噴霧技術是近年來新興的制備高分子微米/納米微球的一種簡單易行的新方法。通過靜電噴霧技術制備的微球單分散性好、純度高而且直徑可達到微/納米尺度,不需要額外添加模板和後處理步驟。
利用電紡/電噴塗技術制備的納米纖維材料由于其優異的結構性能,不僅成功地應用于電池領域,在生物醫學工程、環境保護和食品等領域也有廣泛的應用和良好的前景。
本文梳理了王中林、馮浩、丁彬教授等人采用靜電紡絲結合靜電噴霧技術的研究進展,供大家了解學習。
1. 浙江大學應義斌教授和新加坡南洋理工大學Pooi See Lee教授ACS Nano:摩擦納米發電機助力智能農業系統
➣浙江大學應義斌教授團隊和新加坡南洋理工大學Pooi See Lee教授團隊合作設計了一個基于透氣疏水式摩擦納米發電機的自供電型智能農業系統。
➣通過靜電紡絲PVDF-HFP和電噴F-CNT聯用技術,可以得到具有納米纖維和微米球複合結構的薄膜,這種獨特的結構使得薄膜具有優良的透氣性和疏水性。
➣以碳納米管(CNT)爲電極,WB-TENG顯示出微納米級的分層多孔結構和高靜電粘附力,具有330.6μW cm-2的高輸出功率密度、透氣性和疏水性。
➣此外,WB-TENG可以在不犧牲植物內在生理活性的情況下,共形自附著于植物葉片上,從風和雨滴中獲取能量。
DOI: 10.1021/acsnano.0c10817
2. 王中林Adv. Funct. Mater.:可拉伸、可洗的超薄仿皮膚式摩擦納米發電機,作爲高靈敏度自供電觸覺傳感器
➣佐治亞理工學院王中林院士團隊報道了一種可拉伸、可洗且超薄的仿皮膚摩擦電納米發電機,用于收集人體運動能量並充當一種高靈敏度的自供電觸覺傳感器。
➣通過靜電紡TPU和電噴AgNWs,制造了可拉伸的複合電極,該電極由銀納米線(AgNWs)與熱塑性聚氨酯(TPU)納米纖維網絡均勻纏繞而成。
➣在接觸面積爲2×2 cm2,施加力爲8N時,SI-TENG的開路電壓、短路電流和功率密度分別可達95V、0.3µA和6 mW m-2。
DOI: 10.1002/adfm.202005584
3. 馮浩教授Polymers :電紡和電噴霧制備含生物炭顆粒的前驅體膜
➣生物炭是生物質(如玉米稭稈)在厭氧環境中水熱液化産生的副産物。本研究旨在將生物炭轉化爲一種具有高附加值的碳納米纖維墊産品。
➣美國南達科他州礦業與技術大學馮浩教授將生物炭轉化爲一種具有高附加值的碳納米纖維墊産品。
➣采用同時靜電紡絲和電噴霧制備了含生物炭的前驅體膜。在空氣中熱穩定並在氩氣中碳化後,所制備的前體膜轉變爲具有機械柔性且堅固的碳納米纖維墊。
➣電化學結果表明,生物炭衍生的碳納米纖維氈具有良好的倍率性能和較高的動力學性能,是一種很好的超級電容器電極材料。
DOI: 10.3390/polym13050676
4. 新加坡南洋理工大學Pooi See Lee教授 Nano Energy:機械互鎖可拉伸納米纖維,用于多功能可穿戴摩擦電納米發電機
➣新加坡南洋理工大學Pooi See Lee 提出一種物理互鎖策略,通過同時靜電紡絲聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和電噴霧苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物制備自互鎖可拉伸、透氣防水納米纖維膜。
➣電噴霧SEBS微球用作彈性粘合劑和疏水改性劑,可增強電紡PVDF-HFP纖維網絡的可拉伸性和防水性。
➣能夠從人體運動和流水中收集能量,爲200個商用LED和電子表供電。有望在電源、智能雨衣、自供電電子皮膚和觸覺交互界面等方面實現舒適的可穿戴應用。
DOI:10.1016/j.nanoen.2020.105358
5. 北京化工潘凱&北京工商殷麗君Macromol. Mater. Eng.:靜電紡絲/靜電噴霧技術在合理設計水凝膠結構中的潛力
➣水凝膠是一種具有3D交聯聚合物鏈網絡的軟材料,可以吸收和保持大量的水。水凝膠因其多樣且極好的功能特性以及廣泛的應用而吸引了科學界和工業界的極大關注。
➣水凝膠結構的合理設計是水凝膠功能和應用的保證。另外,水凝膠功能和應用的各種需求需要其具有複雜、有效和獨特的水凝膠結構。
➣北京化工潘凱&北京工商殷麗君綜述了靜電紡絲/靜電噴霧(E-spin/E-spray)技術在水凝膠結構設計中的潛力。
➣本文不僅爲全面認識E-spin/E-spray技術的結構設計能力提供了參考,也爲利用E-spin/E-spray技術制備不同結構的水凝膠提供了前瞻性的思路。
DOI: 10.1002/mame.202000285
6. 東華大學丁彬教授Adv. Funct. Mater.:具有仿荷葉表面微/納結構的超潤濕性納米纖維
➣東華大學丁彬教授課題組通過結合靜電紡絲技術與靜電噴霧技術,以親水改性後的聚丙烯腈作爲原料。
➣首次在常規靜電紡纖維膜表面構建了具有仿荷葉表面微/納結構的超潤濕性納米纖維皮層。
➣結果證實所得膜材料在水下對油滴表現出Cassie態潤濕效應:高親水性的聚合物本體、高孔隙率的皮層和多級粗糙結構在膜表面形成穩定的水化層,有效減少了油滴與膜本體的接觸面積。
➣憑借其優異的防油抗汙染性能,所得分離膜材料在長周期分離過程中表現出良好的穩定性,有望應用于大規模含油廢水淨化領域。
DOI: 10.1002/adfm.201705051