近日，我校輕工科學與工程學院（柔性電子學院）張美云教授團隊圍繞高性能紙基復合材料與納米纖維功能材料方面取得了系列研究成果，在自然指數期刊《ACS Nano》等期刊發表多篇學術論文，部分成果如下：

團隊總結了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先進材料的構筑策略及其多元化應用研究進展。PNF出色的機械、絕緣和熱穩定特性有助于其在電氣絕緣、熱防護、電池和柔性可穿戴設備等方面的廣泛應用。最后，強調了PNF制備與應用的前景和挑戰。研究成果以“Poly(p-Phenylene Benzobisoxazole) Nanofiber: A Promising Nanoscale Building Block Toward Extremely Harsh Conditions”發表在《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、多維度材料構筑及應用

團隊通過氫鍵組裝、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性能，其比強度和韌性分別是商用微波吸收蜂窩的3.5倍和19倍。同時蜂窩具有優異的微波吸收性能，厚度僅為3.5 mm，RLmin達-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域具有廣闊的應用前景。研究成果以“Resin-free Aramid Honeycombs with Extraordinary Microwave Absorption, Thermal insulation, Flame Retardant and Mechanical Performance”發表在《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

團隊報道了由間位芳綸紙為基體，MXene和碳納米管為導電填料，通過傳統的造紙工藝和剪紙結構設計制作而成的雙功能復合紙。不同維度的填料在復合紙中協同作用，使得雙功能kirigami復合紙（DFKP）具有理想的柔性和透氣性、出色的導電性（1245.7 S/m）和優異的延展性（612.1%），在可穿戴運動傳感和電熱理療的應用中表現出良好的適用性。研究成果以“Dual Functional Kirigami Paper for Simultaneously Motion-Monitoring and Electrothermal Heating”發表在《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：用于運動監測和電熱理療的雙功能復合紙

團隊受ACS Applied Materials & Interfaces期刊邀稿，在“Functional Aerogels”專欄發表綜述，全面探討了不同維度ANF氣凝膠的制備、性能、應用進展、挑戰和前景。該文章首先總結了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，評述了各種形態的ANF氣凝膠的獨特性質以及基于這些性質的突出優勢，并對柔性保溫、環保、儲能等領域的多功能應用進展進行了總結。最后，探討了ANF氣凝膠的主要挑戰和前景，為進一步從實驗室規模到工業規模的發展提供了見解。相關內容以“Innovations Progress in Emerging Multifunctional Aramid Nanofiber Aerogels”為題目，發表在《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、性能及其應用

團隊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芳綸溶液，并采用流延法制備了雜環芳綸薄膜。該薄膜的拉伸強度、儲能模量和擊穿強度分別達到162 MPa、8 GPa、90.14 kV/mm，有望用于高性能絕緣材料。同時，將雜環芳綸溶液引入油包油乳液模板中，利用雜環芳綸包覆相變材料十八烷，進一步通過涂布法和濕法紡絲制備了雜環芳綸/十八烷復合相變薄膜和相變纖維，在溫度調節、紅外隱身及熱管理等領域具有廣闊應用前景。研究工作拓寬了芳綸復合材料的加工成型方法，為芳綸基功能材料構筑提供了新思路。相關內容發表在《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芳綸薄膜

圖6：油包油乳液模板法制備雜環芳綸基相變薄膜/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，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， 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，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，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，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，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）