期刊封面

PLA纳纤膜多尺度结构调控与感知防护功能融合研究思路

近日，我校安全工程学院何新建教授团队应邀在国际化学顶级期刊《化学研究评述》（Accounts of Chemical Research）发表了题为“Beyond Long-Term Protection by Intelligent Poly(lactic acid) Nanofibers: Structuring Multiscale Hierarchies for Passive Sensing”的综述论文，并入选封面论文。《化学研究评述》是化学领域最具影响力的三大综述期刊之一，五年平均影响因子20.5。该刊采用邀请制，仅邀请在某一方向取得突出成就并形成体系性工作的国际学者撰稿。论文第一作者为我校安全2025级博士生汪少振，研究工作在何新建教授和徐欢副教授指导下完成，并获国家重点研发计划项目、国家自然科学基金等资助支持。

聚乳酸（PLA）是可再生、可降解的生物基高分子，在个体防护功能化材料方面具有重要价值。通过多尺度结构调控赋予PLA纤维电荷存储与机电转导能力，可用于空气净化和自供能健康监测，拓展其在智能可穿戴领域的应用。但PLA存在偶极协同性不足、介电响应弱、电荷陷阱浅等问题，如何协同实现高效颗粒捕集、低阻气流输运与稳定电信号输出，仍是亟待解决的科学问题。

在此背景下，论文系统总结了课题组近年来在聚乳酸纤维多尺度结构调控及长效防护与无源感知方面的研究进展：一是针对本征电活性不足与电荷易耗散问题，构建取向结晶、立构复合及填料界面协同调控体系，通过电场牵伸促进链段取向与偶极排列，利用立构复合增强极化、加深陷阱，引入功能化电介质构筑介电异质界面与多级俘获位点，建立从分子有序化到界面储电稳定化的跨尺度调控路径。二是将静电捕集与孔道输运协同设计，阐明纤维网络与电活性界面对气流传输和颗粒捕集的协同作用，通过优化孔道连通性降低流动阻力、强化静电捕集并延缓捕集能力衰减，为缓解过滤效率与气流阻力间的制约提供依据。三是将界面电荷调控与机电转导相结合，揭示接触起电、静电感应与陷阱储电的耦合关系，通过核壳限域与微纳界面调节有效接触面积、局域极化及电荷耗散，将机械扰动转化为电信号，结合机器学习提取呼吸波形特征，推动生物基纤维向防护与自供能感知一体化发展。

综上，课题组相关研究成果为聚乳酸纤维的跨尺度电荷调控及防护感知协同提供了理论依据与技术支撑，开辟了贯通“分子极性协同与宏观电活性构筑”的生物基智能纤维设计新路径。

过去五年间，何新建教授团队围绕生物可降解高分子的多尺度结构调控、功能异质界面构筑等高性能个体防护材料开展了大量研究，并取得了一系列具有代表性的成果。相关研究成果相继发表于Acc. Chem. Res.（2026）、Nat. Commun.（2026）、Adv. Mater.（2026）、Adv. Funct. Mater.（2026）、Chem. Eng. J.（2026/2025）、J. Hazard. Mater.（2026/2025/2024/2023）及ACS Sustain. Chem. Eng.（2025/2024/2023）等国际权威期刊，受到国内外学术界的广泛关注。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.accounts.6c00652