透明电纺纤维膜的机械压制及性能研究

工程19（2022）84研究材料工程-文章机械加压王超a，赵静a，刘柳b，张鹏c，王先锋a，b，刘俊，于建勇b，丁斌a，b，刘俊东华大学纺织学院化学纤维与高分子材料改性国家重点实验室，上海201620b东华大学纺织科技创新中心，上海200051c郑州大学材料科学与工程学院国家低碳环保材料国际合作中心，郑州450001阿提奇莱因福奥文章历史记录：2020年7月31日收到2021年1月8日修订2021年2月6日接受2021年5月21日网上发售保留字：透明电纺纤维膜多孔结构机械压制电导率A B S T R A C T在智能可穿戴设备、电子皮肤、空气过滤和组织工程领域中，对透明薄膜、膜或基底有很大的需求。传统的材料如玻璃和塑料不能满足这些要求，因为缺乏互连的孔，不希望的孔隙率和柔性。静电纺丝纤维膜弥补了这些缺点，因为它们含有小孔，具有高孔隙率以及出色的柔韧性。因此，透明电纺纤维膜的开发具有重要价值。本工作报告了一种简单有效的方法来开发柔性和多孔透明纤维膜（TFM）直接从静电纺丝纤维膜通过机械压制，而不使用任何其他添加剂。此外，还首次总结了聚合物压制后的透明性能与分子结构的关系。在机械压制之后，膜保持纤维形态、微米尺寸的孔和期望的孔隙率。聚苯乙烯纤维膜，表现出优异的光学和机械性能，被用作参考。薄膜具有高透明度（550 nm处可见光透过率约此外，本研究表明，透明和导电膜可以制造基于薄膜，使用真空辅助过滤银纳米线，然后进行机械压制。与铟锡氧化物薄膜相比，薄膜具有良好的导电性能（9X·sq-1，550 nm处透过率78%）和良好的机械性能（能承受较大的弯曲应力）。©2021 THE COUNTORS.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。这是一篇CCBY-NC-ND许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）中找到。1. 介绍柔性、透明的薄膜、膜和基底在包括智能可穿戴设备、电子皮肤和空气过滤在内的各种领域中引起了广泛关注[1传统的透明薄膜或基材，如玻璃、聚酯（PET）或聚乙烯塑料，不能完全满足新兴应用领域的需求，这些应用领域需要互连的孔、高孔隙率和柔性。例如，随着智能可穿戴设备或电子皮肤的普及，目前可用的透明膜无法满足需求，因为它们不能*通讯作者。电子邮件地址：wxf@dhu.edu.cn（X. Wang），binding@dhu.edu.cn（B.叮）。同时表现出高透射率和优异透气性[5在涉及人体健康易受颗粒物污染的其他应用中，现有的过滤材料如窗纱具有高过滤性能，但透光率差[8，9]。此外，2019冠状病毒病（COVID-19）的出现证明了具有高杀菌和过滤性能的口罩的至关重要性，但其低透光率干扰了医护人员与人之间的沟通。因此，值得开发透明口罩来对抗COVID-19[10]。最近，新型透明材料引起了极大的关注。特别地，已经开发了透明且柔性的纤维素纳米纸[11该纳米纸具有较高的光学透过率和良好的机械性能，有望取代传统的塑料薄膜。https://doi.org/10.1016/j.eng.2021.02.0182095-8099/©2021 THE COMEORS.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可从ScienceDirect获取目录列表工程杂志首页：www.elsevier.com/locate/engC. Wang，J.赵湖，加-地Liu等人工程19（2022）8485····年q1然而，纳米纸的制造过程涉及复杂的化学处理，并且所得材料具有不充分的多孔结构或没有孔。木材也是一种用途广泛的材料，已被用于许多应用中，甚至有报道[18-23]透明木材薄膜具有卓越的然而，这些薄膜也缺乏相互连接的孔隙，需要复杂的化学处理，这消耗了能量和时间。因此，通过低成本和简单的方法制备的具有多孔结构的透明材料静电纺丝技术允许从不同材料（例如聚合物[24-所得到的预纺丝膜具有小孔、高孔隙率、优异的柔韧性和稳健的机械性能[34]。因此，制备透明的静电纺丝纤维膜是实现上述功能的一种很有前途的方法。然而，由于光从微米和纳米纤维的反射和散射，获得透明的静电纺丝膜是极其困难的。透明电纺纤维膜的研究已有报道，这些功能材料的制备方法可分为两大类。一种方法是将聚合物填充到纤维膜中，这可以产生透明的纳米复合材料。例如，将双组分酚醛环氧树脂掺入到尼龙-4，6膜中[36]，用醋酸纤维素（CA）填充尼龙-6纳米纤维膜[37]，并加热聚丙烯腈（PAN）/聚氨酯（PU）复合纳米纤维膜以熔化PU并实现透明性[38]。这种用于透明纤维膜（TFM）制造的方法另一种方法涉及减小电纺纤维膜的厚度。纤维膜越薄，透光率越高。一个例子是通过结合静电纺丝/网技术制造具有高性能的纳米纤维或纳米网膜空气过滤器[39然而，缺点包括差的机械性能和苛刻的工艺条件，因此制造过程是耗时的并且纳米网膜不能独立使用。因此，现有的制备静电纺丝薄膜的方法是复杂的，并且失去了纤维膜的优点。 因此，纯的和独立的透明电纺膜的开发仍然是一个挑战。在这项研究中，一个简单而有效的战略，创造一个新的，首次总结了透明性与聚合物链结构的关系压制后，TFMs保持其纤维形态，具有微米尺寸的孔，并具有所需的孔隙率。此外，可以使用压力调节膜的孔隙率、孔径和透光率。所获得的薄膜具有优异的柔韧性、光学透射率和机械性能。然而，这种方法的局限性是，纤维很容易损坏，这应该在未来的工作中解决。利用真空辅助过滤的银纳米线（AgNWs）的透明纳米复合导电膜的基础上，也实现了。所得透明导电电极显示出高的导电性和显著的机械性能。2. 材料和方法2.1. 材料聚砜（PSU;分子量（Mw）= 67 000）聚合物芯片、聚苯乙烯（PS;Mw= 350 000）聚合物芯片、聚偏二氟乙烯（PVDF;Mw= 1 050000）、CA（ Mw= 30 000）、二甲基甲酰胺（DMF，分析试剂（AR））、丙酮、二甲基亚砜（DMSO）和乙醇（EtOH，99%）购自Aladdin Chemistry Co.，有限公司、中国PAN（Mw= 90 000）购自Kaneka Co.，有限公司、日本PU（IROGRAN A 85 P 4394FCM）购自Huntsman Co.，有限公司、德国AgNW（10 mg mL-1）溶液购自上海普威应用材料技术有限公司，有限公司、中国这些化学品不经进一步纯化直接使用。氧化铟锡（ITO）膜（150 X每平方（Xsq-1））获自上海科研磷光体技术有限公司，有限公司、中国2.2. 聚苯乙烯（PS）TFM首先，在搅拌下将PS聚合物碎片（8.4g）溶解在DMF（31.6g）中8小时以制备PS静电纺丝溶液。然后，将溶液转移到塑料注射器中 ， 随 后 将 其 固 定 在 DXES-4 电 旋 器 （ Shanghai OrientalNanotechnology Co.，有限公司、中国）配备了高压电源。将一块非织造织物用金属圆筒覆盖作为收集器。摄食率为3 mLh-1，施加于收集器的电压为30 kV，收集器与收集器之间的距离为20 cm，圆筒的转速为50转/分（rpm）。温度和相对湿度分别控制在（23 ±2）°C和80% ± 3%。因此，形成蓬松的PS然后，在0-35 MPa范围内对膜施加不同压力2.3. PS TFM/AgNWs导电薄膜的制备首先制备银纳米线分散体。选择平均直径为30 nm，长度为100μm的AgNW，并将其分散在浓度为0.2 mg mL-1，超声处理15 s。然后，将蓬松的PS纤维膜切成直径（d）为20 mm的小片。之后，将样品在0.5 MPa和40 °C下热压5 s以获得致密且光滑的表面。然后，通过真空过滤将不同量的AgNW负载到表面上，然后在40 °C下烘箱干燥1小时。最后，采用不同的压力对含AgNW的PS样品进行压制，得到PS TFM/AgNW导电薄膜。2.4. 表征使用VEGA 3 SEM仪器（TESCAN Ltd.，捷克共和国）。使用光学轮廓测定法（Bruker ContourGT-K1，德国）和原子力显微镜（AFM，Agilent 5500，美国）测试TFM的膜和单纤维的均方根（RMS）粗糙度。膜的孔结构使用毛细管流动孔隙率计（CFP-1100AI，Porous Materials Inc.，德国）。使用以下公式计算所得膜的孔隙率孔隙率<$q1-q2×100%C. Wang，J.赵湖，加-地Liu等人工程19（2022）8486其中q1和q2分别表示聚合物和电纺膜的密度。使用拉伸测试仪（XQ-1C，上海新纤维仪器有限公司，有限公司、中国）。X射线衍射在D8 Advance衍射仪（Bruker，德国）上进行衍射（XRD）测量，使用CuKa（波长1.5406 nm（1 nm = 10- 10 m））作为X射线源。透射率使用紫外-可见（UV-vis）分光光度计（U-3900，Hitachi，Japan）测量光谱此外，薄层电阻使用多功能数字四探针测试仪（ST-2258 C，Suzhou Jingge Electronic Co.，有限公司、中国）。3. 结果和讨论TFM的制造过程包括两个步骤，这是简单的，消耗很少的能量和时间，如图所示。 1（a）. 在第一步中，选择一种聚合物作为主要材料以通过静电纺丝预交联连续纤维网络。几个小时后，在合适的纺丝条件下制造原始纤维膜。在第二步中，将机械压制施加到独立的蓬松纤维网络几分钟。这导致厚度减小，并且因此导致高TFMs。使用这种简单的方法，各种纤维聚合物和Fig. 1. TFMs的制造过程。(a)TFM制造示意图。（b）PSU和（c）PS纤维膜在压制之前和之后的照片（d= 20 mm）。(d)PSU和PS的分子结构（e）压制前后PU纤维膜的照片（d=20 mm）。（f）PU的分子结构（g）PAN、（h）PVDF和（i）CA纤维膜在压制之前和之后的照片（d= 20 mm）。(j)PAN、PVDF和CA的分子结构。C. Wang，J.赵湖，加-地Liu等人工程19（2022）8487可以制造独立的薄膜晶体管，并且通过在不同的机械压力下压制来控制光透射率。根据分子链的透明性和柔韧性之间的关系，电纺中常用的聚合物一般可分为三类（图1和图2）。1（b）-（j））。在第一类中，具有在主链或侧链中含有苯环的刚性分子链的线性聚合物在压制后对纤维膜表现出最佳的透明性能。这是因为聚合物链具有高刚性（不允许化学键的内部旋转），并且在外力下更容易发生脆性变形，从而导致密集堆积的纤维膜。例如，如图1A和1B所示，在图1（b）和（c）中，具有刚性聚合物链的PSU和PS纤维膜（图1（d））在压制后达到最高的透明度。在第二类中，嵌段共聚物PU由交替镶嵌的软段和硬段组成，因此它显示出具有柔性和弹性的聚合物链（化学键更容易旋转和恢复）。结果，纤维更难以变形，因此，纤维膜在压制后具有非常差的透明度（图1（e））。如图1（f）所示，PU的重复单元是氨基甲酸酯基团（-NHCOO-），其左端和右端分别是硬链段和软链段。在第三类具有细分子链的聚合物显示出介于其它两种类型聚合物之间的柔性，并且在压制后显示出高的膜透明度。例如，如图1A和1B所示，图1（g）-（i）中所示的PAN、PVDF和CA纤维膜在压制后也表现出高透明度，比嵌段共聚物PU好，但低于线性刚性聚合物（PSU和PS）。聚合物的分子结构如图1（j）所示。所有纤维膜的平均厚度为控制在（80 ± 2）lm左右应该强调的是，这种分类适用于大多数除了少数特殊情况外，将用于静电纺丝的聚合物的厚度和平均纤维直径控制在相同的规模（图1A和1B）。附录A中的S1和S2）。此外，压制的TFM具有机械柔性，并且可以容易地附着到不同的基板上。附录A图S3显示了成功转移到各种表面（如树叶、餐巾纸、PET塑料和曲面玻璃）的TFM示例。这些转移都是在没有任何表面处理的情况下进行的，表明透明膜具有有利的粘附性能。在这里，PS纤维膜被用作一个例子来研究薄膜的性能。图图2（a）-（d）显示了原始PS膜和具有不同透光率（在550 nm处）的三种类型的纯PS TFM的SEM图像。未处理的原始PS膜的透光率约为0.1%，表明光几乎不能穿过膜。对应于25、30和35 MPa的不同机械压力，三种薄膜在550 nm处的透光率分别为78%、83%和89%。从光学照片中，我们可以看到透明度的显著差异（附录A图S4）。图2（a）表明原始PS膜具有稀疏和松散的纤维结构，具有大尺寸和大量孔。图图2（b）-（d）显示了TFM是致密的，并且孔的尺寸和数量显著减少。然而，随着透光率的增加，纤维形态的损失也增加，如图1A和1B所示。2（b）-（d）。这是因为纤维变平并部分嵌入彼此（附录A图S5）。还研究了膜的孔径分布和孔隙率，结果见图2（e）。原始PS膜在10-20 μ m范围内，分别为98.1%和0.1%压制后，孔径减小到0.4-2.0 μ m的范围由于透射率增加时，孔径变得更小且更集中至0.2-1.5 μ m的范围的气孔率降低到10.2%，透光率为89.0%，孔径为0.1因此，孔径和孔隙率随着透光率的增加而减小孔隙度变化显著，透光率从0.1%提高到89.0%。孔隙率和透射率之间的关系如图2（f）所示。相应的孔隙度值附录A表S1中列出了不同透射率，证明孔隙率是透明度的主要贡献者。附录A图 S6示出了在不同压力下制造的PS TFM的透射率和厚度。当压力从0增加到35 MPa时，透射率从0.1%增加到89.0%，厚度从约100 μ m减小到约200 μ m。1300至23升 m.随着压力的不断增加，透射率几乎没有变化，但纤维膜摧毁.如图2（g）所示，使用AFM从89.0%透射率的膜收集单根纤维的表面信息，发现单根纤维具有低RMS（52 ± 2）nm。PS TFM的三维（3D）AFM线扫描图像见附录A图。 S7。此外，如图所示。图2（h）-（k），图1 - 2的3D光学轮廓术图像。获得了图2（a）-（d），而2D光学轮廓图像显示在附录A图中。 S8. 可以看出，原始膜具有表面粗糙度高，RMS为（8.98 ± 1.00）lm。最后的-该膜由许多PS微/纳米纤维组成，更少的微米尺寸的孔，这导致在许多光纤-空气界面处的强烈的光反射和散射损失。因此，pris-tine膜显示高不透明度。与原始膜相比，压制后的透明膜变得致密，表面粗糙度降低，孔隙变小透射率为78.0%、83.0%和89.0%的膜的RMS这表明透明度增加，而表面粗糙度降低。因此，在一定范围内，施加的压力越大，薄膜的透光率越高。虽然高压导致纤维更紧密地堆积，并降低表面粗糙度、厚度和孔径，以及在一定程度上降低纤维形态，但TFMs保持一定的孔隙率和纤维形态，并且不形成固体膜。在由其他聚合物制成的TFM中也观察到这种现象。与传统的PET板和玻璃等固体光滑透明薄膜相比，多孔薄膜具有孔隙率高、孔径可控等优点，在柔性电子、组织工程、空气过滤等领域具有广阔的应用前景。根据上述研究和分析，这里将解释纤维膜材料不透明的原因，以及纤维膜材料中透明性发展的机理（图3（a））。当光穿过纤维膜时，存在几种损失：吸收损失（一些光被纤维膜吸收）、反射损失（光被反射回纤维膜的表面上）、散射损失（在纤维膜内部）和光的直接透射率。影响纤维膜透光率的主要因素如下：①纤维膜的表面粗糙度纤维表面的缺陷（裂缝和孔隙）和灰尘颗粒增加了整个膜的粗糙度，这导致光从表面扩散和反射。此外，堆积纤维的结构影响表面粗糙度。聚集的纤维越致密和越光滑，纤维膜的表面粗糙度越低②空气。纤维膜是纤维和空气的混合物空气的不同折射率C. Wang，J.赵湖，加-地Liu等人工程19（2022）8488图二. 形态和孔隙结构。具有不同透射率值（a）0.1%、（b）78.0%、（c）83.0%和（d）89.0%的PS纤维膜的SEM图像。(e)（a）-（d）的孔径分布和孔隙率(f)透光率与孔隙率的关系。(g)TFM的AFM线扫描，RMS为（52 ± 2）nm。(h)–(k) Optical并且光纤在两个组件之间的界面处引起光的反射损耗。根据菲涅耳. n-1×2¼纤维膜的透射率大大提高，并且纤维膜变得透明。令人惊讶的是，PS TFM表现出有趣的雾度特性，Mn1，其中m代表反射损耗，n是指名字设计了一个带有网格线的图案，两种不同介质的相对折射率，其中空气的折射率为1;反射损耗随着折射率差的增加而增加。确定了大量的光被反射到表面上并且光在纤维膜内散射。③膜厚。纤维膜越厚，光强度下降越大，光越难通过。因此，由于这些原因，难以实现纤维膜的透明性。考虑到这些因素，一个简单而有效的策略，使用静电纺丝后，机械压制实现制备薄膜。采用不含杂质的纯聚苯乙烯通过静电纺丝法制备纤维膜，所得纤维膜表面光滑，内部缺陷少。压制后，蓬松的纤维膜变得致密，膜的表面粗糙度从微米级降低到纳米级，从而导致反射损耗的降低和厚度的急剧减小。同时，大量的空气被排出，这显著降低了光纤与空气之间界面因此，光PS TFM的图像效果（图3（b）和（c））。当那个-当膜接触图案时，所有网格线都清晰可见。然而，当将膜放置在网格线上方10 mm时，平行线和垂直线都减少了。如图3（d）所示，左侧和右侧照片显示了光到达黑板上时没有TFM，PS TFM，分别。当光穿过PS TFM时，光的强度扩散。这种高雾度归因于膜在纤维和空气之间仍然具有许多界面，这导致膜内部的小角度散射。除了其独特的光学性能之外，PS TFM还具有优异的机械性能（图3（e）），包括高拉伸断裂强度（~148 MPa），几乎是原始蓬松PS膜（~1.9 MPa）的78倍。然而，PS TFM的应变容忍度急剧下降，由于紧密接触，并在压制后的纤维之间的相互作用点显着增加。这允许膜承受更高的外力并减少纤维之间的滑动。因此，PS TFM的断裂强度显着增加，伸长率下降。此外，委员会认为，的TFMs制造经由两步C. Wang，J.赵湖，加-地Liu等人工程19（2022）8489×图三. 用于确定PS TFM的光学和机械性能的机制。(a)纤维膜的光传播机制示意图。TFM（b）直接放置在网格上，（c）放置在网格上方10 mm处（d）散射光斑的图像：左为无TFM，右为有PS TFM。（e）PS TFM和原始PS膜的拉伸（f）薄膜材料的光学图像显示出出色的机械性能和柔韧性。（g）显示使用PS TFT的玻璃窗的光管理的示意图方法是灵活的，这归因于连续的聚合物纤维网络，如图3（f）所示。这种力学性质的二重性可能导致在某些领域的应用。 例如，如图3（g）所示，PS TFM在与玻璃窗组合用于未来应用时可用于光管理。薄膜阻挡了强光直接照射到房间里，所以室内的光线比较暗，窗帘拉开，灯光熄灭。近年来，随着柔性电子器件的快速发展，柔性透明导电膜变得它们包括碳纳米管[47，48]，石墨烯[49]和金属网络[40，50，51]等材料，这些材料通常由PET或玻璃等基材支撑，需要复杂的制造工艺。柔性的、透明的、基于纤维的导电膜是使用预纺PS TFM制备的，并且包括在真空辅助过滤期间添加AgNW。银纳米线具有非常低的电阻率（1.6 × 10- 8 × 10 -8 μ m），被广泛用作导电介质。TFM/AgNW纳米复合材料在图4（a）中示出了所述导电膜。将纤维膜切割成直径为20 mm的圆形通过热压。的目的的热压处理的目的是使纤维膜的表面致密化和平坦化，并降低表面流动性，以使其准备用于AgNW负载。图4（b）显示了热压膜的光学图像;与原始蓬松纤维膜（图4）相比， 1（b）），蓬松感被消除（附录A图。 S9），并且厚度减小。然后，通过真空辅助过滤将AgNW负载到纤维膜的表面如具有AgNW的热压膜的SEM图像（图4（c））所示，纤维膜的表面形态从松散和不均匀（图2（a））变为致密和光滑，这减少了AgNW的泄漏。由于纤维膜的骨架结构减少了AgNW的聚集，AgNW形成了均匀的网络结构。这使得复合材料表现出高导电性。相比之下，未经处理的PS纤维膜上存在非常少的AgNW（附录A图S10）。干燥后，在高压下压制含有AgNW的圆形膜以形成透明的纤维基导电膜。TFM/AgNW导电膜的光学图像如图4（d）所示。图图4（e）-（i）显示了分别含有0.4、0.6、0.8、1.0和1.2mg的不同AgNW质量的TFM/ AgNW纳米复合导电膜的SEM图像。的C. Wang，J.赵湖，加-地Liu等人工程19（2022）8490·······见图4。TFM/AgNW的制备和微观形貌。(a)说明TFM/AgNW纳米复合导电膜的制造的示意图。(b)热压膜（d= 20 mm）的光学图像（c）覆盖有AgNW的热压膜的SEM图像（d）TFM/AgNW的光学图像（d= 20 mm）。具有（e）0.4、（f）0.6、（g）0.8、（h）1.0和（i）1.2mg的不同AgNW质量的TFM/AgNW纳米复合导电膜的SEM图像TFM/AgNW纳米复合导电膜中AgNW分布均匀。随着AgNW质量的增加，由于产生了更多的结点，因此获得了更高效的导电网络图图5（a）展示了纯PS TFM和导电TFM/AgNW膜随着AgNW含量增加的XRD图案。导电纳米复合膜在2h = 38.12°和44.28°处具有相似的衍射峰，而纯PS TFM没有明显的衍射峰在2h = 9.94°和19.28°处的衍射峰属于PS。（111）和（200）的银晶面表示面心立方（fcc）晶体银。随着AgNW含量的增加，2h = 38.12°和44.28°图5（b）示出了纯PS TFM和具有不同量的AgNW的导电TFM/AgNW纳米复合材料膜在可见光区域（400- 800 nm）中的透射率。纯PS TFM和低AgNW含量的导电纳米复合膜具有高的透明性，特别是纯PS TFM，在550 nm处的透射率为89.0%。不同AgNW含量的导电膜的电阻和透射率见附录A中的图5（c）和图S11。分别用0.4、0.6、0.8、1.0和1.0纳米粒子覆盖的纳米复合物导电膜的透射率（在550 nm处）分别为：1.2 mg的AgNW分别为82.0%、80.0%、78.0%、72.0%和64.0%，分别随着AgNW质量的增加，由于更多的散射和反射，光学透射率逐渐降低的光的导电膜展出片材在低AgNW质量（0.4 mg）下，电阻约为50X sq-1，因为AgNW分布稀疏，连接点。当AgNW的质量增加到1.0 mg时，薄层电阻迅速降低至3.5X sq-1，这远小于ITO（> 50X sq-1）和通过化学气相沉积合成的石墨烯（> 250Xsq-1）的薄层大量的连接点和有效的导电AgNW网络。在1.2 mg的较高AgNW质量的情况下，由于AgNW之间的结电阻的增加，存在非常小的电阻下降至3.0Xsq-1的关系薄层电阻和透射率可用于制造具有所需薄层电阻的透明导电膜，以满足不同应用的需求导电TFM/AgNW纳米复合膜是柔性的和可弯曲的。进行弯曲测试以检查TFM/AgNW膜的机械耐久性，并且将结果与ITO/PET导电膜（150 X sq-1）的结果进行比较，如图1A和1B所示。 5（d）和（e）。TFM/AgNW膜从平的弯曲到3 mm的半径（图11）。 5（d）），或反复弯曲至4 mm超过800次循环（图 5（e））。在两种弯曲方法后检查TFM/AgNW膜时，未观察到电导率的显著变化。相比之下，ITO/PET膜在弯曲至4 mm或弯曲至4 mm超过150次循环后表现出严重的介电性退化 图图5（e）示出了TFM/AgNW膜通过许多循环的动态弯曲测试保持其机械坚固性和导电性。 图图5（f）显示了连续荷电过程中膜的稳定性。7200 s后，导电膜的电导率仅增加了0.08× sq-1，证实了其稳定的电导率。有机发光二极管（OLED）灯通过附着在叶子上的TFM/AgNW透明导电膜照亮，如图所示。 5（g），证明膜具有高电导率。的光学图像C. Wang，J.赵湖，加-地Liu等人工程19（2022）8491图五. TFM/AgNW的光学和电学性质。(a)XRD图和（b）纯PS TFM和导电TFM/AgNW纳米复合膜的透射率随AgNW含量的增加（c）具有不同AgNW含量的导电膜的电阻和透射率（d）包含ITO/PET和TFM/AgNW的可弯曲透明导电膜的薄层电阻与弯曲半径的关系（插图：弯曲方向;R0和R分别表示弯曲测试之前和之后的薄层电阻;r表示弯曲半径）。(e)ITO/PET和TFM/AgNW的电阻变化，其均弯曲至4 mm的半径;插图：弯曲显示。（f）TFM/AgNW导电膜在连续充电期间的稳定性测试（g）用于照亮OLED灯的透明导电膜的照片（插图：附着于叶子的透明膜（78.0%，9X·sq-1）（h）透明导电膜的光学照片（包含0- 1.2mg的AgNW），具有89.0%、82.0%、80.0%、78.0%、72.0%和64.0%的不同透射率（在550 nm处）。背景是中国上海东华大学的校徽。a.u.：任意单位; 2h：散射角。具有不同AgNW质量的透明导电膜示于图5（h）中。随着AgNW质量的增加，透射率从89.0%下降到64.0%，使用的背景是中国上海东华大学的标志。4. 结论总之，本论文首次提出了一种简便有效的制备透明多孔电纺纤维膜的方法，并总结了聚合物的透明性与分子结构之间的关系。在机械压制过程后，膜的纤维形态和孔隙率被保留，并且孔隙率和表面粗糙度对透射率的影响进行了研究。此外，还系统地揭示了纤维膜透明的机理。TFM表现出优异的柔性、高光学透射率（在550 nm下约89%，以及高雾度）、高孔隙率和机械强度（约148 MPa）。这种多孔、透明和纤维状的生物膜将在智能可穿戴设备、电子皮肤、空气过滤和组织工程等领域发挥关键作用。 此外，透明和柔性纳米复合材料的制备是一个新的研究方向。展示了基于高度透明的静电纺丝纤维膜的膜。含AgNW的复合膜还表现出优异的导电性（与ITO膜竞争）以及显著的机械性能（承受丰富的弯曲应力），可广泛用于柔性光电子器件。致谢本课题得到了国家自然科学基金（52073052和51925302）、上海市高等学校特聘教授计划（TP 2016019）、中央高校基础研究基金和东华大学研究生创新基金（EFF-DH-D-2020009）的资助。遵守道德操守准则Chao Wang 、 Jing Zhao 、 Peng Zhang 、 Xianfeng Wang 、Jianyong Yu和Bin Ding声明他们没有利益冲突或财务冲突需要披露。C. Wang，J.赵湖，加-地Liu等人工程19（2022）8492附录A.补充数据本文的补充数据可在https://doi.org/10.1016/j.eng.2021.02.018上找到。引用[1] 孟亮，边荣，郭春，徐波，刘宏，姜立。 通过简易的生物启发定向液体转移对准银纳米线：朝向各向异性柔性导电电极。Adv Mater2018;30（25）：1706938.[2] Singh VK，Ravi SK，Sun W，Tan SC.透明纳米纤维网自组装分子LEDGE用于具有新功能的高效空气过滤。Small2017;13（6）：1601924。[3] 王毅，程杰，邢毅，沙希德M，西岛H，潘W. 用于高灵敏度可穿戴电子产品的可拉伸铂网络透明电极。小2017;13（27）：1604291。[4] Kang S，Cho S，Shanker R，Lee H，Park J，Um DS等人，透明导电纳米膜，具有用于皮肤可附着扬声器和麦克风的正交银纳米线阵列。Sci Adv2018;4（8）：eaas8772。[5] 放大图片创作者：Hecht DS，Hu L.基于碳纳米管、石墨烯和金属纳米结构薄膜的新兴透明电极。Adv Mater 2011;23（13）：1482-513.[6] AnBW，Heo S，Ji S，Bien F，Park JU. 透明和灵活的指纹传感器阵列，具有触觉压力和皮肤温度的多路检测功能。NatCommun 2018;9（1）：2458.[7] Gong M ， Wan P ， Ma D ， Zhong M ， Liao M ， Ye J ， et al. Flexiblebreathablenanomesh electronic devices for on-demand therapy. 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