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东华大学丁彬教授/闫建华教授团队《Mater. Today》综述：柔性氧化物陶瓷微纳米纤维材料的制备现状及策略

时间：2022-11-23 来源： 浏览：

东华大学丁彬教授/闫建华教授团队《Mater. Today》综述：柔性氧化物陶瓷微纳米纤维材料的制备现状及策略

化学与材料科学
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氧化物陶瓷微纳米纤维（MNFs）属于一种新型结构陶瓷体系，其兼具陶瓷材料的低热导率、高温和耐腐蚀性与直径细化带来的高比表面积和孔隙率等性能，具有独特的热、光学、电学和其他性质。但MNFs具有固有的硬度和脆性极大限制了其使用寿命和实际应用。近日， 东华大学丁彬教授/闫建华教授团队在Materials Today上发表了题为“Status and Strategies for Fabricating Flexible Oxide Ceramic Micro-Nanofiber Materials”的综述文章。

近年来，纺织技术的创新为实现微米级（ 1–1000 n m ）纤维的大规模制造铺平了道路。 MNF s 由于其显著的尺寸效应（如电子限制和沿轴向的传输）、表面和界面效应（如丰富的微观结构和大的比表面积）而显示出许多独特的性质。其中，无机陶瓷 MNFs 由于其优异的热稳定性和机械稳定性、电气 和电化学储能特性，在柔性电子、固态电池和催化降解等新兴技术领域具有显著的应用优势。然而，氧化物陶瓷 MNF s 具有固有的脆性特征，在弯曲变形过程中容易断裂，这限制了其使用寿命和应用。如何提高其机械灵活性是一个关键问题。 对于 MNF s 来说， 形成柔性的先决条件是将它们加工成连续的细丝， 而目前 报道的氧化物陶瓷 MNFs 主要为 短纤或纳米线。 丁彬教授 / 闫建华教授团队 致力于 研究 柔性氧化物陶瓷 MNFs 形成过程中的 复杂变化，如前 驱 体溶胶中胶体颗粒和聚合物分子链之间的相互作用，溶胶在电纺过程中快速拉伸 成 混合纤维 的形成机制 ，在烧结过程中聚合物的分解和陶瓷颗粒的传质 等 ，并对影响氧化物陶瓷 MNF s 机械强化的因素进行了深入探索 。
 

图 1. 综述内容概括。
基于课题组前期对 新 型 纺织技术 的 开发 与 柔性氧化物陶瓷 MNF s 的研究，这篇论文 首先简要 总结了氧化物陶瓷 MNF s 的分类、 制备方法及其 在储能、催化和柔性电子中的应用。然后，全面讨论了 MNFs 的柔性和柔性机制的定义，以及制造柔性氧化物陶瓷 MNFs 的策略和方法。 论文 最后 部分对氧化物陶瓷 MNF s 的未来发展 作出了 展望 ：氧化物陶瓷 MNF s 将朝着柔性 化 、多孔性、多功能性、薄膜 化 和气凝胶 化 发展，其功能应用将从传统的隔热材料渗透到 诸如 柔性电子和电池、智能人工肌肉和工业催化 等 新兴领域。
论文第一作者为东华大学纺织学院博士生 陈硕 ， 陈跃慧 和 赵云 ，通讯作者为东华大学 闫建华 教授和 丁彬 教授。这项工作得到了国家自然科学 基金委优秀青年科学基金 、上海市青年科技启明星项目和东华大学中央高校基本科研业务费专项资金的支持。

论文信息：

Status and Strategies for Fabricating Flexible Oxide Ceramic Micro-Nanofiber Materials

Shuo Chen # , Yuehui Chen # ，  Yun Zhao # ，  Liang Zhang, Chuang Zhu, Yuanyuan Zhang, Shujie Liu, Shuhui Xia, Jianyong Yu, Bin Ding*, and JianhuaYan*

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mattod.2022.11.004

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