北航郑咏梅教授课题组 Adv. Funct. Mater.：可用于大规模集水的仿生螺旋槽纺锤节结构微纤维

2023-07-21 来源：高分子科技

近期，北京航空航天大学郑咏梅课题组通过采用涂层方法及有机无机复合界面裂纹效应调控，制备了连续的仿生螺旋槽纺锤节（HSK）结构的微纤维（图1）。该研究受到天然蜘蛛丝集水结构启发，并结合自然界生物的螺旋结构特点，通过集成两个特性获得了有序的HSK结构的微纤维。该HSK纤维有效地解决了纺锤节结构的稳定性，纤维柔韧性和结构的机械强度的不足。研究发现适度的螺纹结构有效地增强了界面集水的比表面积以及强化了周期的纺锤节结构所具有的良好的界面能量梯度及拉普拉斯压差梯度（图2）。由于多级特性集成在HSK纤维上，使得HSK获得卓越的集水量，最大液滴悬挂体积达到以往纤维（SK）的体积的千倍以上。研究表明HSK在未来集水领域有较好的应用前景（图3）。

图1 HSK纤维的制备及表征

图2 HSK纤维集水机制示意图

图3 SHK纤维的技术及应用潜力

该工作以“Bioinspired Robust Helical-Groove Spindle-Knot Microfibers for Large-Scale Water Collection”为题发表在《Advanced Functional Materials》上（Adv. Funct. Mater. 2023, 2305244）。文章第一作者是北京航空航天大学王少敏博士。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202305244

该工作是该课题组仿生蜘蛛丝集水结构研究工作进展之一。更多的研究工作参见：www.zhengyongmei.polymer.cn

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（责任编辑：xu）

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