［本站讯］近日，材料科学与工程学院王桂龙教授团队在聚四氟乙烯（PTFE）微孔材料的功能化制备及其多领域应用方面取得了系列突破性进展。相关研究成果已陆续发表在Advanced Functional Materials、Small（封面文章）、Chemical Engineering Journal等学术期刊。针对PTFE材料因“难溶难熔”特性导致的加工瓶颈，研究团队提出了基于“原位成纤”的创新PTFE纳米纤维加工方法，发展了能够实现高填料负载的普适化PTFE微孔复合材料制备工艺。团队的研究探索了PTFE微孔功能材料在高效过滤、安全防护、柔性电子和电磁屏蔽等领域的广泛应用，成功解决了长期困扰行业的关键技术难题，填补了PTFE功能微孔材料研究的空白。以上成果具有显著的科研价值与产业应用前景，均以山东大学为第一完成单位，王桂龙教授为唯一通讯作者。

图1. 剪切诱导原位成纤制备PTFE微孔材料工艺示意图

图2. PTFE/CNT微孔导电纤维/薄膜应用示意图

团队针对PTFE微孔材料加工性能差、表面能低而难以实现高填料负载的问题，开发了一种基于PTFE纳米纤维与碳纳米管（CNT）交织的双纳米纤维网络复合材料。该材料集成了高导电性、高机械强度、耐高低温、耐腐蚀性以及疏水透气等优异特性。基于此，团队实现了PTFE/CNT复合微孔纤维的连续化制备，开发出具有极端防护、智能传感和高效热管理功能的多功能纺织品。相关研究发表在Advanced Functional Materials（2024, 2416428），博士毕业生柴佳龙为第一作者。此外，团队还开发了基于PTFE/CNT双纳米网络结构的轻质、柔韧且环境耐受性强的微孔薄膜，用于电磁屏蔽。该薄膜通过纳米尺度CNT与PTFE纤维共同构建的蜘蛛网状结构，结合微孔材料的多重反射作用，在极端环境下表现出优异的电磁屏蔽效果。此项研究作为封面文章发表于Small（2024, 2308992），博士研究生邵润泽为第一作者。

图3. PTFE纳米纤维微孔膜应用示意图

为了克服传统PTFE微孔膜在高孔隙率与超细孔径间难以平衡的难题，团队提出了剪切诱导的原位成纤工艺，实现了同时具备高孔隙率、小孔径、薄厚度和高强度的PTFE纳米纤维膜的高效制备。该膜在苛刻溶剂条件下表现出超高的油/水和固/液混合物分离效率（高达99.9%），且渗透通量是传统PTFE微孔膜的2至3倍。通过引入二氧化硅微球，团队还实现了超疏水表面液滴粘附性调控，进一步拓展了该膜在微液滴操控、抗污防冰等领域的应用。基于PTFE纳米纤维膜的高比表面积和优异的电子亲和性，团队设计并组装了具有高电性能输出的摩擦发电柔性器件，为环保型自供电柔性器件的设计提供了新的思路。相关研究成果发表于Chemical Engineering Journal（2023, 461, 141971）、Nano Research（2024, 17, 1942-1951）、Journal of Environmental Chemical Engineering（2024, 12, 112355）等期刊，柴佳龙为第一作者。

以上研究工作得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、济南市“新高校20条”自主培养创新团队项目等的支持。