英文原题：Revolutionizing Inorganic Nanofibers: Bridging Functional Elements to a Future System
通讯作者：代云茜（东南大学），卢晓峰（吉林大学）
作者：Shujing Li, Xiangyu Meng, Chuntong Zhu, Wanlin Xu, Yueming Sun, Xiaofeng Lu*, Yunqian Dai*
无机纳米纤维作为桥接功能元件与未来系统的理想介质，承载着构建颠覆性功能材料体系的愿景，但其机械脆性严重制约该愿景的实现。因此，亟需从根源重构纳米纤维力学性能以释放其应用潜能。近日，东南大学代云茜教授/吉林大学卢晓峰教授在ACS Nano 上发表综述性论文，深入讨论无机纳米纤维在微观-介观-宏观多尺度下的脆性断裂机制和增韧增强策略，提出融合仿真驱动的结构设计与先进原位表征技术的创新方法，实现实际应力-应变过程的实时监测与机理反演。进一步聚焦氧化物纳米纤维工程化面临的挑战与新兴解决方案，为开发力学强韧、功能稳定的柔性系统提供见解。最终探讨无机纳米纤维突破纳米粉体材料性能瓶颈、实现规模化应用的技术路径，丰富其在能源转化、智能传感、柔性电子等领域的应用前景。
本综述全面阐述了无机纳米纤维增韧强化的研究体系。首先通过多尺度分析（分子键合特性、纳米晶界演化、微观缺陷分布）解构脆性本质，依托人工神经网络、分子动力学、有限元分析等多物理场仿真工具验证理论假设，建立“结构-性能”定量关联模型。进一步，围绕脆性根源提出系列增韧策略：在分子尺度通过化学键重构引入能量耗散路径；在介观尺度借助晶界工程抑制裂纹扩展；在宏观尺度通过多级结构设计实现应力再分布。研究强调原位表征与异位表征技术在揭示“微观缺陷-宏观失效”关联机制中的核心作用。文末系统论述增韧后无机纳米纤维在能源转化、极端热防护、环境保护、智能传感、隔音吸噪等领域的应用潜力，明确不同应用场景对材料力学性能的核心诉求，为下一代高性能无机纳米纤维的设计与应用提供理论框架与技术路线。
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Revolutionizing Inorganic Nanofibers: Bridging Functional Elements to a Future System
Shujing Li, Xiangyu Meng, Chuntong Zhu, Wanlin Xu, Yueming Sun, Xiaofeng Lu*, Yunqian Dai*
ACS Nano 2025, 19, 15, 14579–14604
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c17688
Published April 7, 2025
© 2025 American Chemical Society
作者简介
代云茜，东南大学教授、博士生导师。近年来，利用制备人工纳米纤维的最有效技术静电纺为特色手段，以多级孔纳米纤维为新型物质研究平台，主要从事无机功能纳米材料的控制合成及能源环境催化应用等方面的研究，以第一/通讯（含共同）作者身份在PNAS、Nat. Comm.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、Nano Lett.、ACS Nano等学术刊物发表论文75篇，部分工作入选ESI热点论文、高被引论文。基于静电纺技术合成裸露高能{001}面TiO2纳米晶的创新性工作，连续十年入选ESI高被引论文。荣获中国静电纺丝与纳米纤维技术“金丝鹭”优秀青年奖、江苏省优秀博士学位论文奖、全国“挑战杯”金奖指导教师奖、《Advanced Fiber Materials》高被引作者奖、《Nano Research》Top Papers奖等。在同行的大力支持下，入选华英学者（限3人/2年，当届唯一女性入选者）、RSC Nanoscale新锐科学家、江苏省青蓝中青年学术带头人、江苏省六大人才高峰、江苏省青年托举人才、东南大学优秀青年基金（A类）、南京江北新区“创业江北”高层次人才。受邀担任《Advanced Powder Materials》首届特任编委及《Chinese Chemical Letters》、《Advanced Fiber Materials》、《Nano-Micro Letters》、《The Innovation》、《稀土学报》青年编委。荣获中国发明专利授权18项、美国专利1项。主编科学出版社十四五首批本科生规划教材（在编）、东南大学优秀研究生教材（在编），参编Springer Nature、Elsevier出版社学术论著3部。
https://www.x-mol.com/groups/Dai_yunqian
卢晓峰，吉林大学化学学院教授，博士生导师。主要研究方向为纤维材料的制备及其在催化和能源领域的应用。多次获得国家自然科学基金、霍英东教育基金会青年教师基金、吉林省科技创新领军人才和团队、吉林省国际科技合作项目、吉林省科技厅省地联合基金等项目的资助，在Adv. Mater., Energy Environ. Sci, Adv. Funct. Mater., Adv. Energy Mater.等期刊发表SCI学术论文200多篇，被引用12000多次。任中国复合材料学会超细纤维复合材料分会副主任委员, 中国产业用纺织品行业协会静电纺丝非织造材料专业委员会副主任委员。获唐敖庆优秀青年人才、吉林省自然科学一等奖等奖励，入选吉林大学唐敖庆学者领军教授、吉林省“18条”人才政策C类省部级领军人才。
（本稿件来自ACS Publications）