《ACS Nano》期刊2022年4-6月与静电纺丝技术相关的研究汇总

导语：本文梳理了5篇2022年4-6月份发表在《ACS Nano》上关于静电纺丝的研究，其中包括在传感器、药物吸附、农业等方面的应用，整理的这些文献可供大家学习和交流，希望能给科研工作提供新的想法。

 

1. 集成光电子国家重点实验室孙鹏团队：用于超灵敏压阻式压力传感器的全纳米纤维网络结构

 

 

▷ 具有纤维结构的传感材料由于其较大的比表面积和丰富的接触点，是造柔性压力传感器的绝佳候选材料。

 ▷ 这种传感器器件由简单的静电纺丝技术制备出多层纳米纤维网络结构。通过镀金 PA6 纤维作为上下柔性电极可以有效增加初始电阻。由于这种特殊的纤维电极结构，传感器在受到微弱外力时能够产生较大的电信号变异性。通过控制静电纺丝时间可以获得具有不同传感特性的器件。基于PEDOT:PSS/PA6纳米纤维网络的传感器具有高灵敏度（6554.6 kPa–1 at 0–1.4 kPa)、快速响应时间 (53 ms) 和宽检测范围 (0–60 kPa)。

 ▷ 值得注意的是，该器件在5 kPa下循环加载超过10,000次循环时仍保持超高灵敏度，这使其在人体健康监测和运动监测方面有广阔的应用前景。

DOI:doi.org/10.1021/acsami.1c24257

 

2. 澳大利亚的格里菲斯大学工程与建筑环境学院的Jarred W. Fastier-Woolle团队：多模态纤维静态和动态触觉传感器

 

 

▷ 澳大利亚格里菲斯大学的一个研究团队提出了一种高度通用、低成本且坚固的触觉传感器，能够在静态和动态模式下使用聚（偏二氟乙烯-共-三氟乙烯）[P(VDF-TrFE)] 微纳米纤维元件获取负载测量值。

 ▷ 该传感器由三个基本层组成，一个纤维芯P（VDF-TrFE）层和两个镍/铜导电织物电极层，总厚度小于300μm。使用原位静电纺丝工艺，将芯纤维直接沉积到软聚二甲基硅氧烷（PDMS）指尖上。芯层与表面一致，无需额外处理，显示出原位静电纺丝制造方法的能力。所制作的触觉传感器在总共30分钟的时间内显示出稳定可靠的静态和瞬时动态负载测量性能30000次试验循环。

 ▷ 该文章讨论和阐明了所提出的多模态触觉传感器设计在机器人触觉传感应用中的能力和意义。

DOI:doi.org/10.1021/acsami.2c08195

 

3. 集成光电子学国家重点实验室卢革宇教授及团队：静电纺丝法制备NiO/NiFe2O4管内复合材料用于不同湿度下三乙胺的快速检测

 

 

▷ 设计一款高性能的三乙胺气体传感器，在相对湿度的范围内具有稳定的气体响应和低电阻变化，有望用于人类健康和环境监测。

 ▷ 在这里，通过静电纺丝工艺制备了一种新型多孔 NiO/NiFe2O4纤维管纳米结构。进行了与微观结构和表面形态相关的表征。同时，系统地评价和比较了多孔管内纤维NiO/NiFe2O4材料的气敏性能。结果表明，NiO作为第二组分的引入不仅可以降低NiFe2O4的基线电阻。这种气体传感器极大地优化了气体传感性能。

 ▷ 此外，响应变得更加稳定，在较宽的相对湿度范围内，基线电阻变化较小，显示出优异的耐湿性。这些现象可能归因于独特的管中纤维纳米结构以及NiFe2O4和NiO之间的异质结构。

DOI:doi.org/10.1021/acssensors.1c02462

 

4. 江苏大学潘建明教授及团队：硼酸盐亲和功能化 Zn-MOF/PAN 衍生的分子印迹空心碳静电纺丝纳米纤维用于选择性吸附莽草酸

 

 

▷ 具有定制特异性结合位点的电纺微/纳米纤维因其在分离应用中的巨大潜力而备受欢迎。在这项工作中，提出了由 ZIF-8/PAN 纤维衍生的组合硼酸盐亲和 (TBA) 功能化分子印迹中空碳电纺纳米纤维 (MI-HCESNFs)，该纤维具有对莽草酸 (SA) 的选择性结合位点。

 ▷ 该策略中使用的每种成分都各司其职：具有优异结构特性的 HCESNFs 作为高孔电纺基材，KH560 作为后续聚乙烯亚胺 (PEI) 改性的接枝材料，PEI 作为树枝状平台以接近更多硼酸以其具有丰富氨基的长链，以TBA分子基团为功能单体，在中性条件下与SA特异性结合。得益于多孔结构、高密度的硼酸以及表面上易于接近的印迹位点，MI-HCESNFs 对 SA 分子表现出很强的亲和力和选择性。

 ▷ 此外，这项工作提出了一种基于静电纺丝技术制备硼酸盐亲和吸附剂以捕获 SA 的新策略，并为分子印迹聚合物和静电纺丝的整合提供了一条途径。

DOI:doi.org/10.1021/acsami.2c06664

 

5. 东北农业大学付颖教授及团队：基于静电纺丝的抗真菌羟丙基-β-环糊精/嘧霉胺包合物纳米纤维的制备与表征

 

 

▷ 嘧霉胺（PMT）是一种苯胺嘧啶类杀菌剂，因其水溶性差，而限制其应用。

 ▷ 为了改善 PMT 的物理和化学性能，作者通过静电纺丝制备了羟丙基-β-环糊精/嘧霉胺包合物纳米纤维（HPβCD/PMT-IC-NFs）。使用多种分析技术用于确认包合物的形成。扫描电镜图像显示HPβCD/PMT-IC-NF 均匀，无颗粒。热重分析表明，包合物的形成提高了PMT的热稳定性。

 ▷ 此外，相溶解度测试表明，PMT和HPβCD形成的包合物具有更强的水溶性。抗真菌作用试验表明HPβCD/PMT-IC-NF具有较好的抗真菌性能。总之，制备HPβCD/PMT-IC-NF抑制了PMT溶解度和热稳定性的提高，从而推动农药剂向水性、低污染方向发展。

DOI:doi.org/10.1021/acs.jafc.2c01866

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