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自組裝，是指單個(gè)構筑基元通過(guò)非共價(jià)相互作用形成有序結構材料的過(guò)程。自組裝廣泛存在于自然界中，對理解生命活動(dòng)、指導材料設計及推動(dòng)新材料衍生具有重要作用。另外自組裝在高強度材料領(lǐng)域已經(jīng)取得了進(jìn)展，但在納米尺度上對纖維成分和微觀(guān)結構的精確組裝與控制仍然是一個(gè)巨大的挑戰。

針對上述問(wèn)題，南京工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗室陳蘇教授團隊與南京理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院肖繼軍教授合作，采用微流控紡絲誘導組裝的方法，通過(guò)氧化石墨烯（GO）、羥基功能化的氮化硼納米片（OH?BNNS）和熱塑性聚氨酯（TPU）紡絲溶液在微通道限域空間內的自組裝，再由高壓電場(chǎng)拉伸成絲，從而得到高強度OH?BNNS/GO/TPU復合納米纖維膜，OH?BNNS/GO/TPU納米纖維膜的拉伸強度達到46.47 MPa, 比純TPU納米纖維膜提高了近七倍。通過(guò)微流控紡絲誘導組裝，二維納米片與熱塑性聚氨酯之間存在多重非共價(jià)相互作用導致OH?BNNS/GO/TPU納米纖維膜的機械強度顯著(zhù)提高。這種具有物理和化學(xué)作用相結合的新型紡絲技術(shù)-微流控靜電紡絲為構筑高強度的功能納米纖維提供了理論和技術(shù)支持。

此外，GO和OH?BNNS增強了納米纖維膜的穩定性和全光譜吸收率，同時(shí)引入了豐富的多級孔道結構，增強了纖維膜的水傳輸行為。實(shí)驗表明，3D花狀OH?BNNS/GO/TPU納米纖維膜的花瓣，具有的巨大深度和獨特的形狀可提供多次內部光反射行為，水蒸發(fā)速率高達4.04 kg/m2/h。該研究成果以“Microfluidic-assisted self-assembly of two-dimensional nanosheets toward in situ generation of robust nanofiber films”為題發(fā)表在期刊Small上。南京理工大學(xué)博士研究生周靚靚為第一作者，南京理工大學(xué)肖繼軍教授，南京工業(yè)大學(xué)楊曉寧教授、陳蘇教授為通訊作者。

該課題得到了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、江蘇省高校優(yōu)勢學(xué)科建設工程。