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推荐:不可错过的静电纺丝经典综述汇总

2020-04-07   易丝帮

西南交通大学的周绍兵教授:

综述:静电纺丝技术制备多级结构聚合物纤维以及在生物医学领域的应用


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文章首先总结了近10年来制备多级结构电纺纤维装置的发展:从单喷头、多喷头到无喷头电纺装置;从平板接收、平行极板接收、滚筒接收、水浴接收到微图案化基底接收装置等;与微流控技术、3D打印技术相结合的电纺装置等。

详细介绍了利用静电纺丝技术制备多级结构的聚合物纤维(如核壳纤维、串珠状纤维、多孔纤维、带状纤维、定向纤维、纳米纤维束、图案化纤维和纳米纤维化三维宏观结构等)的方法。

系统概括了这些具有多级结构的聚合物电纺纤维在生物医学中的应用,主要包括药物递送、组织工程和再生医学、疾病的体外诊断及其他生物医学领域等。

https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2017.12.003

 

美国南达科他州矿业与技术学院的冯浩教授:

综述:碎片状的电纺纳米纤维毡/膜组装而成的三维整体多孔结构:方法,性质和应用

 

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在这篇综述中,作者系统地总结了电纺三维纳米纤维结构/支架/气凝胶组装的创新策略,以及它们的独特性能和各种应用。

重点讨论了用于开发电纺三维纳米纤维结构的两种方法,即冷冻干燥法和热诱导自团聚法(TISA)。

文章中还讨论了电纺三维纳米纤维结构的特性及其在环境领域(有机化合物去除,染料吸附,过滤和分离),能源(超级电容器),电子(压力传感器),化学工程(催化剂载体,绝热材料和焦耳加热器)和生物医学工程(组织工程支架,水凝胶和药物递送)的应用。

另外,文章还提出了未来的展望和挑战。可以预见的是,这篇综述将为设计新颖的三维电纺结构和探索其潜在应用提供重要的指导。

DOI:10.1016/j.pmatsci.2020.100656

 

中科院的陈学思教授:

综述:电纺聚合物生物材料

 

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主要介绍了电纺丝聚合物生物材料的最新进展,包括不同的结构、表征、应用和发展前景。

本文综述了近年来电纺丝技术在纤维基质制备中的应用,包括药物载送、组织工程支架、创面愈合、传感器、增强、吸声和过滤等方面的研究进展。

与其他纳米纤维制备相比,电纺丝在制备有序或复杂的纤维组件方面具有优势,这取决于旋转集电极、同轴电纺丝、纤维后处理、多层电纺丝和生物分子表面功能化等多项创新技术。

https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2019.01.002

 

天津大学的仰大勇教授:

综述:生物功能电纺纳米材料——从拓扑结构设计到生物应用

 

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作者对e-spin纳米材料拓扑结构进行分类,制作了一张拓扑结构周期表,电纺纳米材料的拓扑结构根据内在逻辑关系分为三类:个体、杂化体和组装体;

对该领域进行简洁明了的总结,为研究者提供有价值的参考,以便针对特殊应用功能选择特定拓扑结构和相应制造策略;

深入系统地讨论了各类拓扑结构在生物医学应用中的最新进展,阐明材料结构与功能和应用之间的关系。

DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2019.02.006

 

青岛大学的龙云泽教授:

综述:便携式静电纺丝设备的最新进展及其在伤口护理中的应用

 

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全面概述便携式静电纺丝技术的最新进展及其在伤口护理和再生医学中的潜在应用。首先简要介绍了静电纺丝的基本原理和设备,并对比了手持式、电池驱动、发电机驱动便携式静电纺丝设备的优缺点。最后,作者对便携式静电纺丝的未来发展面临的挑战、机遇和新方向提供了独特的见解。

DOI:10.1039/c9nr02802a

 

南开大学的焦丽芳教授:

综述:从一维纳米材料的设计合成到钠离子电池中的应用


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文章总结了一维材料的性质,常见合成方法,以及在钠离子电池中的应用,讨论了一维纳米材料合成方法中的一些瓶颈与难点,并展望了其在能源储存与转化领域的应用前景。

目前,一维纳米材料(纳米线、纳米棒、纳米带等)的常见制备方法有:静电纺丝法、液相法、电沉积法、模板法、气相法等,这些方法各有优缺点,可以根据要求灵活应用,得到理想材料。

一维纳米材料作为钠离子电池电极材料时具备很多优势:(1)短的离子扩散路径使得钠离子扩散动力学显著提高;(2)定向的电子离子传导方向使得导电性增加;(3)强大的应力承受能力使其可以有效缓解充放电过程中活性材料的结构变化,使得电化学稳定性明显提高。这些优势使一维纳米材料作为钠离子电池电极材料时展现出十分优异的性能。

DOI:10.1002/smll.201703086

 

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静电纺丝法


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水热法


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模板辅助电沉积法

 

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化学气相沉积法

 


天津工业大学程博闻、康卫民教授:

综述:Li-S电池用电纺纳米纤维材料的研究进展

 

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这篇论文综述了Li-S电池用电纺纳米纤维材料的研究进展,并对Li-S电池用电纺纳米纤维材料的设计提出了建议。这些系统的讨论和提出的方向可以为Li-S电池用电纺纳米纤维材料的合理设计提供思路和方法。

https://doi.org/10.1002/adfm.201905467

 

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综述了电纺纳米材料用Li-S电池正极、隔膜和插层的最新发展及其工作机理,包括其加工方法、结构、形态工程和电化学性能。

正极:电纺纳米纤维材料具有比表面积可变、孔结构可控、化学性能优异等优点,已成为电池Li-S电池正极材料的研究热点。

隔膜:与传统的PP膜分离器相比,电纺纳米纤维膜材料由于其独特的比表面积、较大的孔隙率、在电解质吸收和离子传输方面具有无可比拟的优势,作为锂硫电池的隔膜得到了广泛的关注。

插层:电纺纳米纤维材料夹层不仅可以提高电池系统的电子传输,而且可以明显抑制多硫化物转移和锂枝晶的生长。

 

南洋理工大学的王蓉教授:

综述:用于水处理的电纺聚合物纳米纤维膜的进展

 

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文章总结了电纺聚合物膜的制造和改性方面的最新进展,特别强调了它们在水处理应用中的进步、挑战和未来的改进方向。

文章首先简要介绍了静电纺丝的复杂过程,阐述了聚合物溶液的固有性质、操作参数和周围环境条件对纳米纤维和纳米纤维膜形成的影响,总结了静电纺丝设备的各种设计。随后回顾了制备多功能复合电纺纳米纤维膜的方法,包括纳米纤维的改性,将目标分子加载到纳米纤维表面,以及在电纺纳米纤维膜表面实施选择性层。

作者提供了关于过去在水处理中使用复合电纺纳米纤维膜的成就和当前挑战的综合讨论。

https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2017.10.003

 

北京航空航天大学的赵勇教授:

综述:仿生超强润湿性电纺微米/纳米纤维及其应用


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本综述首先介绍静电纺丝技术在生成各种分层结构纳米纤维方面的进展。

描述了液体在纤维上的润湿理论和最近制造具有超润湿性的生物感受电纺微/纳米纤维的方法。

基于对不同液体的特殊润湿性,电纺纳米纤维材料在液体混合物分离,水收集,单向液体渗透和环境响应材料中起重要作用。

最后,强调了电纺超润湿性纳米纤维材料面临的挑战和前景。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201801114

 

新加坡国立大学的西拉姆教授:

综述:静电纺丝聚合物基复合材料的制备和纳米碳功能化


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在该篇综述中,研究者概述了通过静电纺丝技术用纳米碳改善聚合物基复合材料的性能。

作者简要介绍了各种类型的纳米碳材料,并总结了电纺纳米碳填料聚合物纳米纤维的设计和制备的最新进展。

关于复合材料的制备,作者关注纳米碳的功能化策略以及随机和取向聚合物纳米复合材料的制备。

还探究了电纺纳米碳聚合物基复合纳米纤维的机械,电气和热性能等物理特性。得益于卓越的导电性,高孔隙率,独特的垫子结构等特性,聚合物复合纳米纤维在许多组织工程和传感器领域的具有很大的应用前景。

 

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电纺碳纳米管聚合物纳米纤维


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电纺石墨烯基聚合物纳米纤维


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电纺纳米金刚石基聚合物复合材料

 

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其他电纺纳米碳聚合物

 

乔治亚理工的夏幼南教授:

综述:静电纺丝制备纳米纤维的原理、方法和应用

 

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该篇综述阐述了静电纺丝制备纳米纤维的原理和方法 ,同时还介绍了静电纺丝纳米纤维的应用领域并对未来的研究方向进行了展望。

DOI:10.1021/acs.accounts.7b00218

纳米纤维的材料范围广泛,包括高分子、陶瓷、小分子以及其复合物。除了可以制备表面光滑的纳米纤维,静电纺丝发还可以制备具有二级结构的纳米纤维,包括孔、空腔、核-壳结构等。纳米纤维的表面和内部可进一步地加入分子或纳米颗粒修饰,这一过程可在静电纺丝过程中同时进行、也可在纳米纤维形成之后进行。另外,对纳米纤维进行排列、堆垛、折叠,可组装形成有序结构或分级结构。这些特性使得静电纺丝被广泛应用于空气过滤、水处理、异相催化、环境保护、智能织物、表面涂层、能量的收集转化和存储、封装生物活性材料、药物缓释、组织工程、再生医学等。

 

吉林大学的王策教授:

综述:静电纺纤维基全纳米复合材料:进展与前景

 

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论文中介绍了静电纺纤维基全纳米复合材料的组成与结构。

在此基础上,文章详细探讨了静电纺纤维基全纳米复合材料在水/气/油过滤、有害物质吸附、光/化学/电催化、生物与医用、纳电子器件、能量存储与转换、电磁屏蔽与隐身等领域的应用。

最后,作者对静电纺纤维基全纳米复合材料的研究机遇与挑战提出了一些个人见解,并激励更多的研究者从事这一新颖的科研领域

 

厦门大学的侯旭教授:

综述:静电纺丝/仿生材料的最新进展

 

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该综述论文以电纺材料的多级结构的可控制备出发,分不同情况具体介绍了电纺仿生材料的研究进展,系统总结了其在功能表面、膜分离、膜蒸馏、生物医学组织工程、柔性器件领域的典型应用。

文章指出,静电纺丝技术是一种简便高效的制备连续纳米纤维多孔材料的方法,对于仿生多级结构的高度可控制备显示出显著优势。电纺技术的发展,使仿生材料具有更优异的性能及更广阔的应用。

然而,对于如何仿生材料的结构设计与既定功能间的本质决定性因素面的科学本质问题,有待于基础物化理论方面的进一步探究与完善,这也是未来仿生材料的重要发展方向。同时,绿色电纺技术、电纺膜力学性能方面的加强以及电纺膜在柔性电子、仿生智能液体门控方面的研究也是未来的重要研究领域。

DOI:10.1016/j.coco.2018.10.010


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