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技术研究院国家地方联合工程实验室易长海教授团队发表纺织级机械致发光纤维重要研究成果
近日，技术研究院先进纺纱织造及清洁生产国家地方联合工程实验室牛仔研究中心易长海教授团队梁子辉副教授课题组硕士研究生廖小红同学在国际权威期刊Advanced Functional Materials发表题为“Textile-Grade Mechanoluminescent Fibers by Continuous Wet Spinning”的高水平研究论文。武汉纺织大学为论文第一署名单位，易长海教授团队硕士研究生廖小红为论文第一作者，武汉纺织大学刘柳老师、梁子辉副教授、易长海教授和浙江大学&浣江实验室王凯研究员和钱劲教授为共同通讯作者。论文围绕机械致发光纤维的连续化制备、结构调控及其在可穿戴光电中的应用展开系统研究，提出了一种面向智能纺织品应用的可规模化新路径。
研究背景
机械致发光材料可在拉伸、弯折、冲击等机械刺激下直接发出可见光，无需外部电源或复杂电路驱动，因此在可穿戴传感、运动监测、智能防护和人机交互等领域展现出重要应用潜力。相较于传统电信号输出型纤维，机械致发光纤维能够将机械刺激直接转化为直观可视的光学信号，兼具自供能、实时响应和可视化读出等优势。然而，现有相关材料仍普遍面临机械强度不足、制备长度有限、难以规模化织造等瓶颈，制约了其向真正“纺织级”应用的发展。针对这一问题，研究团队首次建立了连续湿法纺丝制备机械致发光纤维的技术路线，以ZnS:Mn发光颗粒为核心功能相，将其均匀嵌入热塑性聚氨酯（TPU）基体中，并通过球磨分散、Mn2+掺杂调控以及纤维直径和组分比例的协同优化，实现了机械性能与发光性能的同步提升。所得复合纤维长度可达50 m，拉伸强度约24 MPa，断裂伸长率超过560%，在机械刺激下可实现小于0.3 s的快速发光响应，表现出优异的柔韧性、力学稳定性和应力-光响应能力。
研究简介
研究表明，该机械致发光纤维具有良好的多维可调特性。通过调节Mn²⁺掺杂浓度、纤维直径和复合配比，团队实现了对发光强度、应力响应灵敏度和机械耐久性的协同调控。其中，适中的Mn2+掺杂不仅有助于提高发光中心密度和机械致发光效率，还能改善颗粒与聚合物基体之间的界面耦合，从而兼顾强度、韧性与发光稳定性。在应用层面，团队进一步将所制备纤维织造成不同结构的发光织物，并证实织物组织结构会显著影响局部应力传递与发光表现。基于这一特性，该类纤维和织物被集成到服装及人体关节部位，在肘部弯曲、膝部运动和外部冲击条件下均可实现清晰、稳定的实时发光信号输出，为其在智能服装、健康监测和安全防护等领域的应用奠定了基础。
作者简介
梁子辉副教授：2022年6月加入武汉纺织大学技术研究院国家工程实验室，主要从事智能纤维材料、功能纺织品及柔性可穿戴光电器件方向研究，聚焦软晶格光电材料构型调控与器件化应用、柔性纤维纺织传感器构筑及面向健康监测的智能可穿戴纤维电子系统，推进“材料—器件—系统”一体化研究。主持及骨干参与国家级、省部级科研项目6项，发表学术论文60余篇，Google Scholar 引用1500余次，h 指数22。其中，以第一作者或通讯作者在Nature Synthesis（2篇）、Advanced Functional Materials、Advanced Powder Materials、Nano Energy等国际知名期刊上发表相关论文近30余篇。
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电气学院方国家教授团队发表关于高效钙钛矿发光二极管新成果
近日，我校电气学院先进能源与未来显示技术团队曹晓娟博士、姚方副教授等人在国际著名期刊Angewandte Chemie International Edition上在线发表了题为“Multidentate Molecular Suturing at Dual Interfaces Enables Highly Efficient Perovskite Light-Emitting Diodes”（多齿分子双界面缝合策略实现高效钙钛矿发光二极管）的研究成果。武汉纺织大学为第一单位，武汉大学及华中农业大学为合作单位，曹晓娟博士及联合培养研究生王璇为论文的共同第一作者，方国家教授、雷红伟副教授、姚方副教授为论文的共同通讯作者。
研究背景
钙钛矿发光二极管(PeLEDs)因其优异的光电性能，已成为未来显示领域一项颇具前景的技术。然而，其器件界面处低效的电荷注入效率低、严重的非辐射复合，以及钙钛矿薄膜生长过程会产生体/界面缺陷等问题，是制约高效LED器件性能进一步提升的主要瓶颈。因此，亟需发展一种能够同时调控界面性质和晶体生长过程的协同策略，以突破当前的技术瓶颈。
图1 MBTPA对薄膜结晶及缺陷钝化的调控作用
研究简介
针对上述问题，团队研究人员提出了一种新的“分子缝合”策略，即通过引入多功能配体来同步稳定界面并引导晶体生长的。采用甲基双(2,2,2-三氟乙基)膦酰乙酸酯(MBTPA)多齿配体分子，其中羰基（C=O）和磷氧基（P=O）基团能与钙钛矿中未配位的Pb2+离子形成配位相互作用，有效钝化缺陷态，抑制非辐射复合。与此同时，三氟甲基（-CF3）基团则与空穴注入层建立起稳固的氢键相互作用。这种双官能团设计使得MBTPA分子犹如微观“缝合线”，从两侧分别与钙钛矿和空穴传输层形成化学相互作用，从而将埋藏界面紧密地“缝合”起来。这种双界面相互作用机制优化了能级排列，并引导钙钛矿薄膜形成高质量、低缺陷的晶格结构。最终，经MBTPA修饰的PeLEDs器件实现了波长485 nm和513 nm处的明亮蓝/绿光发射，其峰值外量子效率(EQE)分别达到23.14%和27.05%。这种“分子缝合”策略为同时调控界面化学性质和结晶过程提供了一条有效途径，展现了其在未来显示和照明领域广阔的应用前景。
图2 钙钛矿LEDs器件结构与性能
作者简介
姚方，博士，副教授，武汉英才（优秀青年人才），硕士生导师。主要从事新型半导体光电材料、器件设计及光电表征等研究，包括发展材料制备的新技术，设计新型的光电器件，借助光电先进表征技术，探索光电材料及器件中载流子的产生、复合、迁移、注入、抽取等过程。主持国家自然科学青年基金、省青年基金等多项项目，已在Nature Communications、Angewandte Chemie International Edition、Advanced Materials、ACS Nano、Advanced Functional Materials等期刊上发表论文50余篇，已获得授权专利6项。
团队简介
由方国家教授领衔的先进能源与未来显示技术研究团队专注于新能源科学与工程领域，致力于新型半导体光电器件的前沿研究，涵盖从材料设计、器件制备到应用开发的全链条创新。主要研究方向包括新型薄膜太阳能电池、先进发光材料与照明显示技术、高性能光电探测与成像系统等，旨在推动能源与显示技术的融合发展，服务于国家战略性新兴产业发展需求。
03
技术研究院教育部重点实验室王栋教授团队发表垂直梯度多孔气凝胶膜过滤微塑料重要研究成果
近日，技术研究院纺织纤维及制品教育部重点实验室王栋教授团队青年教师徐佳博士在国际知名学术期刊 Advanced Materials 上发表题为“Spray-Freezing-Templated Vertically Graded Macroporous Aerogel Membranes for Ultrahigh-Flux Filtration of Polydisperse Microplastics” 的高水平研究论文。武汉纺织大学为论文第一署名单位，硕士研究生李慧敏和吴青为论文共同一作，王栋教授和青年教师徐佳博士为共同通讯作者。
研究背景
论文针对全球日益严重的微塑料污染问题，提出了一种通过一步法制备具有垂直梯度孔径结构的气凝胶膜的新策略，为实现高通量、高截留率的微塑料分离提供了新思路。
微塑料污染已渗透到海洋、淡水和陆地生态系统，其粒径跨度大（亚微米至毫米级），对传统过滤膜提出了严峻挑战。传统膜材料往往面临“选择性-渗透性”权衡难题，且多步制备工艺复杂、重复性差，难以应对复杂水体环境中的多尺寸分散微塑料。针对这一瓶颈，研究团队开发了一种基于温度梯度控制的一步喷雾冷冻技术。通过协同调控基底温度（-50°C至0°C）、悬浮液流速和喷头距离，精确匹配冷凝前沿速度与液滴积累动力学，成功制备出具有无缝梯度孔径结构的垂直梯度气凝胶（GE）膜。该膜孔径从顶层的约100 μm连续减小到底层的约3 μm，并含有低至0.2 μm的限制性孔喉。
研究简介
研究表明，该GE膜在微塑料过滤中展现出卓越的性能。对于10 μm和5 μm的微塑料，其渗透通量分别高达35,586 L·m⁻²·h⁻¹·bar⁻¹和25,479 L·m⁻²·h⁻¹·bar⁻¹，且截留率均超过99.7%。这种优异性能归功于其独特的“双梯度”设计：一方面，垂直梯度孔径实现了“深度过滤”机制，使不同尺寸的微塑料在膜内不同深度被截留，有效缓解了表面滤饼层的形成；另一方面，膜表面具有负电荷梯度，通过静电排斥作用防止微塑料堵塞孔道，显著增强了抗污染能力。
在实际应用层面，研究团队利用长江水样进行了模拟测试。结果显示，在含有大量泥沙等杂质的复杂水体中，GE膜的表现显著优于商业PTFE膜。其分层架构能有效管理沉积物负荷，维持高通量的同时保持对多尺寸分散微塑料（1-10 μm）的高效截留。此外，该膜具有良好的机械稳定性和可重复使用性，经过500次水下压缩循环后仍能保持结构完整，并可通过简单的盐水冲洗实现再生。这一可扩展的平台技术不仅为下一代分离材料奠定了基础，也为开发多功能复合架构提供了通用方案。
04
全国重点实验室陈玲教授团队在π共轭非线性光学晶体双折射调控方面取得新进展
非线性光学晶体是激光技术与光通信技术的核心材料之一，然而，如何将微观结构单元的几何结构特点和电子结构特点在材料的宏观性质中得以传递和调控，一直是材料化学家面临的重大挑战。例如，平面型Π共轭结构单元（例如间苯二甲酸根，硝酸根，碳酸根等），在电子结构和几何结构上呈现出一致的各向异性特征。因此，由该类结构单元构筑的晶体材料通常具有较强的二次谐波（SHG）效应。但由于Π共轭结构单元的强电子结构各向异性，如果形成Π-Π堆积结构往往会导致激光晶体材料双折射率（Δn）偏大，加剧激光的走离效应。目前已知的Π共轭体系材料中，仅有不足3%处于倍频功能应用的最佳双折射率窗口内。
研究简介
如何避免形成Π-Π堆积结构这一难题，在本研究中，武汉纺织大学的陈玲教授团队成功获得一种新型的单斜化合物— 4-氨基吡啶鎓邻苯二甲酸铅溴化物（APPB，化学式：(C
近日，该成果以“[(C5H7N2)(C8H4O4)PbBr: Jahn-Teller Distortion-Induced Tilting of π-Conjugated Planes Resolving the Second-Order Polarizability-Structural Anisotropy Conflict”为题发表于Angewandte Chemie International Edition。武汉纺织大学是唯一通讯署名单位，第一作者是24级硕士研究生于明艳，通讯作者是吴奇，吴立明和陈玲教授。
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我校留学生在国际著名学术期刊发表研究成果
近日，我校生康学院2024级留学生Muhammad Haris Khan以第一作者身份，在国际著名学术期刊Separation and Purification Technology（中科院二区top）上发表研究论文。
研究简介
该研究围绕当前全球关注的微塑料污染问题展开。微塑料因其粒径小、分布广、难降解等特点，已在水体、土壤乃至生物体内广泛存在，对生态环境和人体健康构成潜在威胁。针对这一难题，研究团队从材料设计入手，创新构建了一种三金属协同作用的金属有机框架材料PCN-250（FeCuMn）。通过引入铁、铜、锰多种金属活性位点，实现了不同金属之间的协同效应，有效优化了材料的光响应能力和催化活性。
近年来，我校始终将来华留学生人才培养作为重点工作，不断强化科研平台建设，大力推动学科交叉融合，为留学生搭建了优质的学术成长平台。本次成果的取得，正是学校全方位支持留学生培养的集中体现，既彰显了学院在相关研究领域的深厚积淀与办学实力提升，更充分反映出学校在来华留学生培养工作中的显著成效，展现了留学生深度融入科研团队、主动参与学术创新的良好育人氛围。
未来学校留学生人才培养将继续在扩规模、调结构、上水平指导思想下不断努力探索。将继续围绕国家与社会发展需求，深化国际交流合作，鼓励师生开展高水平科研探索，推动更多具有应用价值与学术影响力的成果产出，为生态环境保护与可持续发展贡献力量。
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来源 | 新闻文化网 各单位
通讯员 | 梁子辉 曹晓娟 张秋实 徐佳 于明艳
排版 | 廖雨轩
责编 | 罗祎
审核 | 姜永杰
投稿邮箱 | whfdzg@wtu.edu.cn
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