近日，我校輕工科學(xué)與工程學(xué)院（柔性電子學(xué)院）張美云教授團(tuán)隊(duì)圍繞高性能紙基復(fù)合材料與納米纖維功能材料方面取得了系列研究成果，在自然指數(shù)期刊《ACS Nano》等期刊發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文，部分成果如下：
團(tuán)隊(duì)總結(jié)了PBO納米纖維（PNF）的制備方法，包括1D纖維、2D薄膜/納米紙和3D凝膠，介紹了PNF先進(jìn)材料的構(gòu)筑策略及其多元化應(yīng)用研究進(jìn)展。PNF出色的機(jī)械、絕緣和熱穩(wěn)定特性有助于其在電氣絕緣、熱防護(hù)、電池和柔性可穿戴設(shè)備等方面的廣泛應(yīng)用。最后，強(qiáng)調(diào)了PNF制備與應(yīng)用的前景和挑戰(zhàn)。研究成果以“Poly(p-Phenylene Benzobisoxazole) Nanofiber: A Promising Nanoscale Building Block Toward Extremely Harsh Conditions”發(fā)表在《ACS Nano》上，碩士研究生袁寶龍為本文第一作者，楊斌副教授、張美云教授為通訊作者。
圖1 PBO納米纖維的特性、多維度材料構(gòu)筑及應(yīng)用
團(tuán)隊(duì)通過氫鍵組裝、模具成型和凝膠填充工藝，成功制備了集微波吸收與隔熱阻燃于一體的芳綸納米纖維吸波蜂窩。蜂窩展示了良好的力學(xué)性能，其比強(qiáng)度和韌性分別是商用微波吸收蜂窩的3.5倍和19倍。同時蜂窩具有優(yōu)異的微波吸收性能，厚度僅為3.5 mm，RLmin達(dá)-62.5 dB。值得注意的是，MAAH還具有出色的紅外熱隱身、吸音和阻燃性能，在航空航天和軍事隱身等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。研究成果以“Resin-free Aramid Honeycombs with Extraordinary Microwave Absorption, Thermal insulation, Flame Retardant and Mechanical Performance”發(fā)表在《Journal of Materials Science & Technology》上。博士研究生孫浩為本文第一作者，楊斌副教授、張美云教授為通訊作者。
圖2：多功能無樹脂芳綸吸波蜂窩
團(tuán)隊(duì)報道了由間位芳綸紙為基體，MXene和碳納米管為導(dǎo)電填料，通過傳統(tǒng)的造紙工藝和剪紙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作而成的雙功能復(fù)合紙。不同維度的填料在復(fù)合紙中協(xié)同作用，使得雙功能kirigami復(fù)合紙（DFKP）具有理想的柔性和透氣性、出色的導(dǎo)電性（1245.7 S/m）和優(yōu)異的延展性（612.1%），在可穿戴運(yùn)動傳感和電熱理療的應(yīng)用中表現(xiàn)出良好的適用性。研究成果以“Dual Functional Kirigami Paper for Simultaneously Motion-Monitoring and Electrothermal Heating”發(fā)表在《Nano Research》上。博士研究生劉佳偉為本文第一作者，楊斌副教授、張美云教授為通訊作者。
圖3：用于運(yùn)動監(jiān)測和電熱理療的雙功能復(fù)合紙
團(tuán)隊(duì)受ACS Applied Materials & Interfaces期刊邀稿，在“Functional Aerogels”專欄發(fā)表綜述，全面探討了不同維度ANF氣凝膠的制備、性能、應(yīng)用進(jìn)展、挑戰(zhàn)和前景。該文章首先總結(jié)了ANF分散液的流變特性，不同的制備策略，以及ANF氣凝膠的干燥方法。然后，評述了各種形態(tài)的ANF氣凝膠的獨(dú)特性質(zhì)以及基于這些性質(zhì)的突出優(yōu)勢，并對柔性保溫、環(huán)保、儲能等領(lǐng)域的多功能應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)。最后，探討了ANF氣凝膠的主要挑戰(zhàn)和前景，為進(jìn)一步從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模到工業(yè)規(guī)模的發(fā)展提供了見解。相關(guān)內(nèi)容以“Innovations Progress in Emerging Multifunctional Aramid Nanofiber Aerogels”為題目，發(fā)表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上，碩士研究生王伊帆是第一作者，楊斌副教授、張美云教授為通訊作者。
圖4：ANF氣凝膠的形貌、性能及其應(yīng)用
團(tuán)隊(duì)將苯并咪唑二胺引入到芳香族聚酰胺中，通過自下而上法得到了高溶解度、良好加工性能的雜環(huán)芳綸溶液，并采用流延法制備了雜環(huán)芳綸薄膜。該薄膜的拉伸強(qiáng)度、儲能模量和擊穿強(qiáng)度分別達(dá)到162 MPa、8 GPa、90.14 kV/mm，有望用于高性能絕緣材料。同時，將雜環(huán)芳綸溶液引入油包油乳液模板中，利用雜環(huán)芳綸包覆相變材料十八烷，進(jìn)一步通過涂布法和濕法紡絲制備了雜環(huán)芳綸/十八烷復(fù)合相變薄膜和相變纖維，在溫度調(diào)節(jié)、紅外隱身及熱管理等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。研究工作拓寬了芳綸復(fù)合材料的加工成型方法，為芳綸基功能材料構(gòu)筑提供了新思路。相關(guān)內(nèi)容發(fā)表在《Materials Letters》和《Chemical Engineering Journal》上，主要工作由碩士研究生許文龍完成，譚蕉君副教授為通訊作者。
圖5：自下而上法制備雜環(huán)芳綸薄膜
圖6：油包油乳液模板法制備雜環(huán)芳綸基相變薄膜/纖維
附論文列表：
[1] Baolong Yuan, Bin Yang*, Ping Xu, Meiyun Zhang*, Poly(p-Phenylene Benzobisoxazole) Nanofiber: A Promising Nanoscale Building Block Toward Extremely Harsh Conditions, ACS Nano, 2025, 19(2), 1981-2012. (SCI 1區(qū)，IF：15.8)
[2] Hao Sun, Meiyun Zhang*, Dexian Ji, Cong Ma, Baolong Yuan, Ronghua Feng, Jiaojun Tan, Bin Yang*. Resin-free Aramid Honeycombs with Extraordinary Microwave Absorption, Thermal insulation, Flame Retardant and Mechanical Performance, J Mater. Sci. Technol., 2025. (SCI 1區(qū)， IF：11.2)
[3] Jiawei Liu, Bin Yang*, Hui Zhang, Yonghao Ni, Meiyun Zhang*. Dual Functional Kirigami Paper for Simultaneously Motion-Monitoring and Electrothermal Heating, Nano Res., 2025，233,132:143 (SCI 1區(qū)，IF：9.6)
[4] Bin Yang*, Yifan Wang, Ruiting Yang, Ronghua Feng, Meiyun Zhang*. Innovations Progress in Emerging Multifunctional Aramid Nanofiber Aerogels, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2025, 17(9), 13302-13323. (SCI 2區(qū)，Top期刊，IF：8.5)
[5] Xu Wenlong, Tan Jiaojun, Du Shengjing, Zhang Meiyun, Song Shunxi, Yang Bin, Nie Jingyi. Large-Scale, Bottom-up Preparation of Heterocyclic Aramid Films for Insulating Materials. Mater. Lett., 2025. 382, 137897. (SCI 4區(qū)，IF：2.7)
[6] Tan Jiaojun, Xu Wenlong, Du Shengjing, Xu Jinge, Zhang Meiyun, Song Shunxi, Yang Bin, Nie Jingyi, He Hui. Flexible and Robust Aramid/Octadecane Phase Change Materials from Nonaqueous Emulsion Template Towards Efficient Thermal Storage and Camouflage. Chem. Eng. J., 2024. 500, 157240. (SCI 1區(qū)，Top期刊，IF：13.4)
原文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c14912
https://doi.org/10.1016/j.jmst.2025.02.025
https://doi.org/10.26599/NR.2025.94907428
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c22206
https://doi.org/10.1016/j.matlet.2024.137897
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157240
（核稿：劉國棟 編輯：趙誠）
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