王中林、冯浩、丁彬等采用静电纺结合静电喷雾打造新型纳米纤维

导语：

静电喷雾技术是近年来新兴的制备高分子微米/纳米微球的一种简单易行的新方法。通过静电喷雾技术制备的微球单分散性好、纯度高而且直径可达到微/纳米尺度，不需要额外添加模板和后处理步骤。

利用电纺/电喷涂技术制备的纳米纤维材料由于其优异的结构性能，不仅成功地应用于电池领域，在生物医学工程、环境保护和食品等领域也有广泛的应用和良好的前景。

本文梳理了王中林、冯浩、丁彬教授等人采用静电纺丝结合静电喷雾技术的研究进展，供大家了解学习。

1. 浙江大学应义斌教授和新加坡南洋理工大学Pooi See Lee教授ACS Nano：摩擦纳米发电机助力智能农业系统

➣浙江大学应义斌教授团队和新加坡南洋理工大学Pooi See Lee教授团队合作设计了一个基于透气疏水式摩擦纳米发电机的自供电型智能农业系统。

➣通过静电纺丝PVDF-HFP和电喷F-CNT联用技术，可以得到具有纳米纤维和微米球复合结构的薄膜，这种独特的结构使得薄膜具有优良的透气性和疏水性。

➣以碳纳米管（CNT）为电极，WB-TENG显示出微纳米级的分层多孔结构和高静电粘附力，具有330.6μW cm-2的高输出功率密度、透气性和疏水性。

➣此外，WB-TENG可以在不牺牲植物内在生理活性的情况下，共形自附着于植物叶片上，从风和雨滴中获取能量。

DOI: 10.1021/acsnano.0c10817

2. 王中林Adv. Funct. Mater.：可拉伸、可洗的超薄仿皮肤式摩擦纳米发电机，作为高灵敏度自供电触觉传感器

➣佐治亚理工学院王中林院士团队报道了一种可拉伸、可洗且超薄的仿皮肤摩擦电纳米发电机，用于收集人体运动能量并充当一种高灵敏度的自供电触觉传感器。

➣通过静电纺TPU和电喷AgNWs，制造了可拉伸的复合电极，该电极由银纳米线（AgNWs）与热塑性聚氨酯（TPU）纳米纤维网络均匀缠绕而成。

➣在接触面积为2×2 cm2，施加力为8N时，SI-TENG的开路电压、短路电流和功率密度分别可达95V、0.3µA和6 mW m-2。

DOI: 10.1002/adfm.202005584

3. 冯浩教授Polymers ：电纺和电喷雾制备含生物炭颗粒的前驱体膜

➣生物炭是生物质（如玉米秸秆）在厌氧环境中水热液化产生的副产物。本研究旨在将生物炭转化为一种具有高附加值的碳纳米纤维垫产品。

➣美国南达科他州矿业与技术大学冯浩教授将生物炭转化为一种具有高附加值的碳纳米纤维垫产品。

➣采用同时静电纺丝和电喷雾制备了含生物炭的前驱体膜。在空气中热稳定并在氩气中碳化后，所制备的前体膜转变为具有机械柔性且坚固的碳纳米纤维垫。

➣电化学结果表明，生物炭衍生的碳纳米纤维毡具有良好的倍率性能和较高的动力学性能，是一种很好的超级电容器电极材料。

DOI: 10.3390/polym13050676

4. 新加坡南洋理工大学Pooi See Lee教授 Nano Energy：机械互锁可拉伸纳米纤维，用于多功能可穿戴摩擦电纳米发电机

➣新加坡南洋理工大学Pooi See Lee 提出一种物理互锁策略，通过同时静电纺丝聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和电喷雾苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物制备自互锁可拉伸、透气防水纳米纤维膜。

➣电喷雾SEBS微球用作弹性粘合剂和疏水改性剂，可增强电纺PVDF-HFP纤维网络的可拉伸性和防水性。

➣能够从人体运动和流水中收集能量，为200个商用LED和电子表供电。有望在电源、智能雨衣、自供电电子皮肤和触觉交互界面等方面实现舒适的可穿戴应用。

DOI:10.1016/j.nanoen.2020.105358

5. 北京化工潘凯&北京工商殷丽君Macromol. Mater. Eng.：静电纺丝/静电喷雾技术在合理设计水凝胶结构中的潜力

➣水凝胶是一种具有3D交联聚合物链网络的软材料，可以吸收和保持大量的水。水凝胶因其多样且极好的功能特性以及广泛的应用而吸引了科学界和工业界的极大关注。

➣水凝胶结构的合理设计是水凝胶功能和应用的保证。另外，水凝胶功能和应用的各种需求需要其具有复杂、有效和独特的水凝胶结构。

➣北京化工潘凯&北京工商殷丽君综述了静电纺丝/静电喷雾（E-spin/E-spray）技术在水凝胶结构设计中的潜力。

➣本文不仅为全面认识E-spin/E-spray技术的结构设计能力提供了参考，也为利用E-spin/E-spray技术制备不同结构的水凝胶提供了前瞻性的思路。

DOI: 10.1002/mame.202000285

6. 东华大学丁彬教授Adv. Funct. Mater.：具有仿荷叶表面微/纳结构的超润湿性纳米纤维

➣东华大学丁彬教授课题组通过结合静电纺丝技术与静电喷雾技术，以亲水改性后的聚丙烯腈作为原料。

➣首次在常规静电纺纤维膜表面构建了具有仿荷叶表面微/纳结构的超润湿性纳米纤维皮层。

➣结果证实所得膜材料在水下对油滴表现出Cassie态润湿效应：高亲水性的聚合物本体、高孔隙率的皮层和多级粗糙结构在膜表面形成稳定的水化层，有效减少了油滴与膜本体的接触面积。

➣凭借其优异的防油抗污染性能，所得分离膜材料在长周期分离过程中表现出良好的稳定性，有望应用于大规模含油废水净化领域。

DOI: 10.1002/adfm.201705051