纳米纤维基复合固体电解质在固态电池中的应用:从基础到应用

学术背景 随着便携式电子设备和电动汽车的快速发展,高性能储能技术的需求日益增长。锂离子电池(LIBs)作为当前主流的储能技术,其能量密度和安全性仍面临挑战。特别是在使用液态有机电解质时,锂枝晶的生长和电解质的易燃性带来了严重的安全隐患。为了解决这些问题,固态电池(SSBs)应运而生。固态电池使用固态电解质(SSEs)替代液态电解质,具有更高的安全性和潜在的能量密度提升。然而,传统的固态电解质在离子导电性和机械性能方面存在不足,限制了其实际应用。 复合固态电解质(CSEs)通过将填料和盐分散在聚合物基体中,结合了聚合物和无机电解质的优点,成为固态电池领域的研究热点。然而,传统的CSEs仍然面临填料分布不均匀和团聚现象的问题,这可能会阻碍离子传输。纳米纤维(nanofibers, NFs)因其长...

仿生坚韧超纤维:用于耐久被动辐射热管理的分层光热结构

学术背景 随着全球气候变化的加剧,建筑能源消耗,尤其是空调系统的能耗,持续增加。据统计,建筑空调系统占全球年电力消耗的约10%,这一数字随着碳排放的增加而不断攀升,进一步加剧了全球变暖的恶性循环。被动辐射热管理技术,特别是通过选择性光谱调制的辐射冷却技术,被认为是解决这一问题的潜在方案。这种技术通过散射太阳光(0.3-2.5 μm)并通过大气窗口(8-14 μm)将热量辐射到外太空(约3 K),从而实现无需额外能源输入或环境污染的自动温度调节。 然而,现有的辐射冷却材料,如玻璃、块体、薄膜和涂层,通常存在柔韧性和透气性不足的问题,限制了其在特定物体表面的应用。纤维基材料由于其优异的柔韧性和可塑性,被广泛应用于各种场景。然而,现有的纤维材料在机械强度和耐久性方面存在显著缺陷,尤其是在户外冷却应...

功能性石墨烯纤维材料在高级可穿戴应用中的研究

学术背景 随着可穿戴电子设备的快速发展,对高性能、柔性、耐久性材料的需求日益增加。石墨烯(graphene)作为一种具有优异导电性、机械强度和柔性的二维材料,近年来在可穿戴电子设备中的应用备受关注。然而,如何将石墨烯转化为适用于可穿戴设备的功能性纤维材料,仍然是一个亟待解决的挑战。石墨烯纤维(graphene fiber, GF)作为一种新型纤维材料,不仅继承了石墨烯的优异性能,还具备纺织品的柔性和可编织性,使其在可穿戴传感、柔性储能设备及智能纺织品中展现出巨大的应用潜力。本文综述了石墨烯纤维的制备技术及其在可穿戴电子设备中的应用,旨在为未来研究提供方向,并推动石墨烯纤维的商业化进程。 论文来源 这篇综述论文由Heng Zhai、Jing Liu、Zekun Liu和Yi Li共同撰写,他们...

纳米纤维阴极在铝离子电池中的研究进展

纳米纤维阴极在铝离子电池中的研究进展 学术背景 随着全球对可持续能源解决方案的需求日益增长,储能系统的发展成为了研究的焦点。锂离子电池(LIBs)因其高能量密度和循环稳定性在市场上占据主导地位,但其高成本、资源有限性、安全问题和环境影响等问题促使研究者探索替代的金属离子电池(MIBs)技术。铝离子电池(AIBs)因其更高的理论体积容量、低成本和环境友好性而被视为一种有前景的替代方案。然而,AIBs的性能尚未达到商业化标准,主要原因包括电极材料的体积变化、电解质与电极的副反应以及循环稳定性差等问题。为了解决这些挑战,研究人员开始探索一维(1D)纳米结构,特别是纳米纤维(NFs)作为阴极材料的潜力。纳米纤维具有高比表面积、灵活性和量子效应等优势,能够有效改善电池的性能。 论文来源 本综述论文由B...

一种便携、可喷涂、高度可塑、弹性且疏水的抗菌纤维伤口敷料,用于感染伤口愈合

学术背景 伤口感染是全球范围内患者和医疗专业人员面临的重要问题,尤其是在处理严重伤口时,不合适的敷料可能会增加感染风险,延长愈合时间,甚至导致更高的死亡率和经济负担。传统的伤口敷料,如纱布和创可贴,虽然广泛使用,但存在诸多局限性。例如,纱布可能导致过多的血液流失,且限制了手部等部位的活动,而创可贴则缺乏透气性,容易在出汗后导致伤口区域潮湿,增加感染风险。因此,开发一种既能有效防止感染,又具备良好透气性、延展性和防水性的新型伤口敷料成为了当前研究的重点。 近年来,纳米纤维和微纤维膜因其柔软性和优异的变形能力,被认为在伤口修复中具有巨大潜力。然而,传统的静电纺丝技术虽然能够生产纤维敷料,但其复杂的工艺和高电压电场可能会损害生物活性分子的活性。因此,研究人员开始探索其他纤维制备技术,以克服这些限制...