聚合物基復(fù)合材料（Polymer Matrix Composite，PMC），特別是纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料（Fiber Reinforced Polymer，F(xiàn)RP），具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、加工性優(yōu)良等優(yōu)點，在航空航天、電子電氣、交通運(yùn)輸、建筑、機(jī)械制造等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。

 

聚合物基納米復(fù)合材料是近年來PMC領(lǐng)域的典型范例和研究前沿，其發(fā)展依賴于納米填料制備技術(shù)，如碳納米管（CNTs）和石墨烯（Graphene）的成功制備分別引發(fā)了相應(yīng)PMC的研究熱潮和跨越式發(fā)展。自1990年代起，靜電紡絲技術(shù)（electrospinning）作為一種可制備連續(xù)納米纖維的技術(shù)而備受關(guān)注。盡管電紡納米纖維（electrospun nanofiber）目前主要用于分離、催化、傳感器、能量轉(zhuǎn)化與存儲等領(lǐng)域，但其作為增強(qiáng)填料具有其他常見納米尺度填料所不具備的綜合優(yōu)勢，如連續(xù)、結(jié)構(gòu)/直徑可控、材質(zhì)多樣化、可取向/自組裝以及規(guī)模化生產(chǎn)能力等，因此在發(fā)展下一代PMC中有望發(fā)揮巨大潛力。

 

該論文以于德梅、張立峰教授團(tuán)隊在聚合物微/納米復(fù)合材料及靜電紡絲及其聚合物基復(fù)合材料領(lǐng)域數(shù)十年的研究工作為基礎(chǔ)，以電紡納米纖維作為聚合物基復(fù)合材料新興增強(qiáng)填料的優(yōu)勢為切入點，追溯了電紡納米纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料的發(fā)展脈絡(luò)，系統(tǒng)綜述了電紡納米纖維在制備聚合物納米復(fù)合材料（Polymer Nanocomposite）和聚合物復(fù)合層壓材料（Polymer composite laminate）方面的最新進(jìn)展及其在結(jié)構(gòu)材料、生物醫(yī)學(xué)材料及牙科材料方面的潛在應(yīng)用，就納米纖維參數(shù)（如直徑、長徑比、取向程度、填充量、結(jié)構(gòu)、后處理、纖維層厚度等）、納米纖維-聚合物基體界面相互作用、復(fù)合材料制備工藝等因素對聚合物復(fù)合材料力學(xué)性能的影響規(guī)律及機(jī)理進(jìn)行了深入討論和闡述，并對該領(lǐng)域當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)及今后的發(fā)展方向做出了評述與展望。

 

于德梅教授團(tuán)隊長期以來從事聚合物基微納米復(fù)合材料、功能性聚合物、有機(jī)/無機(jī)雜化材料的相關(guān)研究，近年來在上述材料的可控制備、結(jié)構(gòu)設(shè)計，界面調(diào)控及其在介電、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、力學(xué)、微納結(jié)構(gòu)制造等高性能化領(lǐng)域開展了大量的工作，取得了一系列重要進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在Advanced Energy Materials；Advanced Materials；Energy & Environmental Science；Journal of Materials Chemistry A；Carbon；Composites Science and Technology；Composites Part A；Soft Matter；Langmuir；The Journal of Physical Chemistry C；Nanotechnology；Materials & Design；Synthetic Metals；Reactive and Functional Polymers等國際知名期刊上。

 

該論文通訊作者為西安交通大學(xué)于德梅教授和北卡農(nóng)工州立大學(xué)張立峰教授，第一作者為西安交通大學(xué)博士生王國隆（導(dǎo)師于德梅教授）。

 

以上工作得到了國家973計劃項目子課題（No. 2009CB 724202）、國家自然科學(xué)基金項目（No. 51473133）、陜西省國際科技合作與交流計劃重點項目（No. 2015KW-016）以及西安交通大學(xué)-北卡農(nóng)工州立大學(xué)學(xué)術(shù)交流項目的支持。

 

論文鏈接：

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079670017300758

 

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