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导 读
《Advanced Materials》(IF 27.4 )是一本备受瞩目的材料科学领域顶尖期刊，它由享有盛誉的Wiley-VCH出版社出版。自从创刊以来，《Advanced Materials》始终坚持发表高水准的研究成果，跨越物理学、化学、生物学、纳米科学与技术、冶金学、陶瓷和生物材料等多个学科领域。
本期内容，易丝帮精选了东华大学朱美芳院士、江南大学刘天西教授、东华大学熊佳庆教授、上海理工大学王佳韵副教授和东华大学张清华教授团队，在《Advanced Materials》发表的5篇关于“纳米纤维”最新研究成果。主要介绍了纳米纤维在服装面料、电子产品、软机器人、水收集等方面的研究进展，供大家了解学习。
1、东华大学朱美芳院士团队：工业规模的连续超细纤维，用于生产高舒适、保暖气凝胶毡服装
➣挑战：气凝胶因其具有高孔隙率和极低的导热系数等优势，成为优异的热绝缘材料，广泛应用于保温服装。然而，机械脆弱性和结构不稳定性限制了它们的实际应用。
➣方法：东华大学朱美芳院士、成艳华副教授和胡泽旭研究员通过开发工业规模的海岛熔融纺丝技术制备超细纤维来解决上述挑战。通过该方法制备的纤维具有大而均匀的长度与直径，作为构建块，通过冷冻成型技术将其组装成具有波纹片层结构的气凝胶毡。
➣创新点1：这些气凝胶具有优异的机械性能，可以满足织物的弹性和舒适性需求，包括超强的柔韧性（25%的拉伸应变，95%的压缩，180°弯曲性能）和超过10,000次循环的抗疲劳性能。气凝胶还具有自清洁、防水、透气和阻燃的特性，适用于极端环境中的应用要求。
➣创新点2：此外，所得的气凝胶毛毡服装表现出优异的隔热性能，接近于干燥空气的隔热性能，其厚度仅为具有类似隔热性能的羽绒服的三分之一。
https://doi.org/10.1002/adma.202414731
2、江南大学刘天西教授团队：用于健康管理的透气、可拉伸表皮电子产品：最新进展和挑战
➣挑战：先进的表皮电子设备，能够实时监测身体、生理和生化信号，并给予适当的治疗，正在彻底改变个性化医疗技术。然而，传统的便携式电子设备主要由不透水和刚性材料构成，因此导致设备和人体组织之间的机械和生化差异，导致皮肤刺激，组织损伤，信噪比（SNR）降低，以及使用寿命有限。
➣主要内容：江南大学刘天西教授和黄云鹏副教授等人发表综述，系统介绍了用于健康管理的透气和可拉伸表皮电子产品的最新进展和挑战。
➣详细内容：首先概述了各种可拉伸多孔基材，特别关注其基本设计原理、制造工艺和实际应用。随后，简要比较了应用这些多孔基板制造表皮电子学的各种方法。此外，重点介绍了这些电子产品的最新进展和应用。最后，总结了当前的挑战，并探讨了这一动态领域的潜在未来方向。
https://doi.org/10.1002/adma.202409071
3、东华大学熊佳庆教授团队：热压可编程机械光热响应微纤维致动器，用于电磁感知
➣挑战：微纤维膜（MFF）具有微观结构和机械性能易调控性，为实现以微观结构主导的可编程光热致动器提供了理想素材。传统MFF机械强度较差，难以实现高效致动性。
➣方法：东华大学熊佳庆教授团队提出微纤维膜的热压编程策略，开发出一种基于微熔多孔微纤维膜（MFF）致动器的两栖软体机器人，实现了对电磁辐射（EMR）的可靠动态检测。
➣创新点1：通过热压方法开发可编程致动器，使MFF具有中等模量（378 MPa）和优异的韧性（87.26 MJ m−3），确保了卓越的响应（0.068 cm−1 s−1）和弯曲曲率（0.63 cm−1）。
➣创新点2：通过对MFFs进行编程，设计了具有水-陆自适应运动机构的水陆两栖机器人。它可以在陆地上爬行，在水中运动，速度分别高达≈1.8 mm s−1和≈2.39 cm s−1。
➣创新点3：采用具有电磁感应效应的致动器导电织物层，两栖机器人在运动过程中可同步感知环境EMR，灵敏度高达99.73%±0.15%，对EMR源强度（0.1 ~ 3000 W）和距离（≈9 m）的适应性优于商用EMR探测器。
https://doi.org/10.1002/adma.202409606
4、上海理工大学王佳韵副教授&和上海交通大学王如竹：超高效热响应吸湿纳米纤维，用于太阳能驱动的大气水收集
➣挑战：太阳能吸附式空气取水是一种在离网干旱地区供水的有前途的方法，但通过解吸-冷凝的传统取水循环总是伴随着大量能耗因而限制了取水效率。
➣方法：上海理工大学王佳韵副教授、王世革教授和上海交通大学王如竹团队，受空气凤梨启发开发了一种超吸湿性温度响应性水凝胶纳米纤维。
➣创新点1：这种新型复合水凝胶(PNIPAAm-CNTs-PNMA@LiCl)，缩写PCP@LiCl，内部温敏组分聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)可以在临界温度下实现亲疏水性的转化，从而使PCP@LiCl将吸附的水以液态直接从材料中挤出，避免了水经历多重气液相变过程造成的能量浪费。
➣创新点2：纳米纤维膜的疏水性随着温度的升高而增强，有助于从液体形式的水凝胶中分离出水。
➣创新点3：此外，PCP@LiCl在 25℃和 15%–30% 相对湿度下表现出独特的动力学，能够在 2 小时内吸附水分至饱和，并在阳光下 5 分钟内渗出液态水。
https://doi.org/10.1002/adma.202408977
5、东华大学张清华教授等人：多尺度制备可回收聚酰亚胺复合气凝胶
➣挑战：聚酰亚胺气凝胶凭借其优异的热稳定性和机械强度，在航空航天和电子设备等高温隔热应用中表现出色。然而，聚酰亚胺的化学稳定性和复杂的复合结构使其难以回收，限制了其在可持续应用中的发展潜力。
➣方法：东华大学张清华教授、瑞士联邦材料科学与技术实验室Wim J. Malfait、赵善宇合作通过湿法纺丝、静电纺丝和3D打印分别开发了可回收的PI-SiO₂复合气凝胶，该材料在极端温度下可保持性能稳定，同时具备完全可回收性。
➣创新点1：该复合气凝胶材料通过调节PI和SiO₂的相互作用，形成多孔低密度结构，具有优异的热保护和机械性能。研究结果表明，复合气凝胶的热分解温度达583°C，压缩杨氏模量显著优于传统气凝胶，且在超过500次循环中保持机械稳定性。
➣创新点2：基于该材料的回收策略，通过溶剂溶解和过滤工艺，成功实现了高达98%的原材料回收率。
https://doi.org/10.1002/adma.202411599
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