靜電紡纖維基全納米復(fù)合材料：進(jìn)展與前景

文章來源：愛思唯爾Elsevier

靜電紡絲技術(shù)及其制備的納米纖維基復(fù)合材料是近十幾年來世界材料科學(xué)領(lǐng)域十分關(guān)注的課題。2000年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者麥克德爾米德先生將靜電紡絲技術(shù)帶入吉林大學(xué)麥克德爾米德實(shí)驗(yàn)室。經(jīng)過十幾年的潛心研究，王教授近提出了全納米復(fù)合材料的新概念，即利用高壓靜電紡絲技術(shù)，把有機(jī)/有機(jī)、無機(jī)/有機(jī)、有機(jī)/無機(jī)納米組分進(jìn)行多元復(fù)合，它們可以是0/1、1/1、3/1維度的結(jié)合，其形貌可以是納米線、納米管、納米粒子、納米帶等，通過多元納米復(fù)合試圖尋找出這些全納米材料之間的協(xié)同效應(yīng)、界面效應(yīng)、空間效應(yīng)、以及反?，F(xiàn)象，并研究全納米材料在多種領(lǐng)域的應(yīng)用。

近期，吉林大學(xué)王教授課題組在愛思唯爾旗下期刊Composites Communications上發(fā)表的題為“Electrospinning based all-nano composite materials: Recent achievements and perspectives”的綜述論文中介紹了靜電紡纖維基全納米復(fù)合材料的組成與結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)總結(jié)了這些材料在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用前景。文章作者為東北師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院趙銳博士。

靜電紡纖維基全納米復(fù)合材料是一個(gè)新興領(lǐng)域，正處于基礎(chǔ)研究階段。因?yàn)殪o電紡纖維基全納米復(fù)合材料具有超輕、超柔、超薄等特點(diǎn)，并且通過有機(jī)納米材料與無機(jī)納米材料的結(jié)合與調(diào)控，其顯示了強(qiáng)大的功能化、智能化、以及超細(xì)纖維的特性。在此基礎(chǔ)上，文章詳細(xì)探討了靜電紡纖維基全納米復(fù)合材料在水/氣/油過濾、有害物質(zhì)吸附、光/化學(xué)/電催化、生物與醫(yī)用、納電子器件、能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換、電磁屏蔽與隱身等領(lǐng)域的應(yīng)用。后，作者對靜電紡纖維基全納米復(fù)合材料的研究機(jī)遇與挑戰(zhàn)提出了一些個(gè)人見解，并激勵(lì)更多的研究者從事這一新穎的科研領(lǐng)域：

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的腳步已經(jīng)向我們快步走來，當(dāng)下各種新材料、新技術(shù)、新業(yè)態(tài)層出不窮，電紡纖維基全納米復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化苗頭已經(jīng)開始展現(xiàn)。根據(jù)目前狀況來看，對于靜電紡纖維基全納米復(fù)合材料的研究，在未來五年里我們還要堅(jiān)持走改性、替代、智造路線。改性就是通過把傳統(tǒng)材料作為基底，利用電紡纖維及其復(fù)合材料進(jìn)行修飾，以提高傳統(tǒng)材料的固有性能（如：空氣過濾產(chǎn)品）。替代就是利用靜電紡纖維基全納米復(fù)合材料的超輕、超柔、超大比表面積、超高孔隙率、協(xié)同效應(yīng)和界面效應(yīng)，開發(fā)世界上還沒有的新型納米級復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)新原理和新性質(zhì)，以替代一些傳統(tǒng)產(chǎn)品。例如：用低密度的超細(xì)纖維復(fù)合材料替代某些航天航空材料，即使重量減掉1克，也會(huì)對國防建設(shè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)意義和現(xiàn)實(shí)意義。智造就是研發(fā)智能感知、智能可控等核心技術(shù)，盡快實(shí)現(xiàn)靜電紡纖維基全納米復(fù)合材料制品在自主健康監(jiān)測、海洋工程、智能裝備、4D應(yīng)用等領(lǐng)域的應(yīng)用。