我院个体防护关键材料团队通过“多尺度取向铠甲化”策略，构建研制了多尺度取向耐高温聚乳酸活性纳纤膜，实现了对高温火场中颗粒物与有害气体的协同高效防护，为“尘毒共防”呼吸防护材料的发展提供了新思路。相关研究以“Multiscale Orientation Armoring Strategy to Heat-Resistant and High-Selectivity Nanofiber Membranes for Fireground Emergency”为题独立发表于国际纳米领域顶级期刊《ACS Nano》（中科院一区TOP，影响因子：16.1）。该研究在我院何新建教授、徐欢副教授指导下完成，论文第一作者为我校安全22级博士生王存民。研究工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金等课题的资助。
该工作针对火灾救援等极端高温环境中高浓度颗粒物与窒息性有毒气体并存、传统滤材难以实现尘毒协同防护的挑战。团队提出了多尺度取向铠甲化新策略，通过立构复合晶诱导取向、界面极化增强电荷存储及多孔晶体铠甲化协同净化，所制备的自支撑聚乳酸活性纳纤膜兼具优异的热稳定性与气体分子选择性吸附能力，能够同步高效过滤颗粒物并精准吸附CO2、SO2等毒性气体，为发展面向高温火场应急呼吸防护的“尘毒共防”新材料提供了新途径。
聚乳酸活性纳纤膜实现耐高温以及颗粒物与毒害气体一体化共防
团队系统优化了纳纤膜的孔结构与表面化学性质，通过构筑高密度微孔与超微孔协同体系，为气体分子捕获提供了丰富的吸附位点。在纤维表面均匀负载高选择性MOF晶体，提升对极性污染物的吸附效率。基于氨基修饰MOF的均匀负载，活性纳纤膜对CO2和SO2表现出显著吸附选择性，实现了有害气体的高效截留与可控制释放。经过多次吸附‑解吸循环后，其吸附性能仍保持稳定，展现出良好的可重复使用潜力与复杂环境适用性。
聚乳酸活性纳纤膜实现高性能气体吸附分离
多尺度取向铠甲化策略显著增强了活性纤维膜在高温条件下的结构稳定性与热力学性能。在120 °C下长时间暴露仍能保持纤维平整无明显收缩变形，优异耐热性主要归功于MOF晶体支撑作用与物理交联效应，有效限制聚乳酸链段运动，抑制纤维热变形。膜的结晶度与界面相互作用增强，可进一步提高热稳定性，并赋予优异热舒适性。刚性骨架与界面增强效应，使活性纳纤膜在高温环境下长期维持稳定防护性能，为极端工况下呼吸防护提供可靠保障。
铠甲化赋能聚乳酸活性纳纤膜耐高温性能
小结：本研究提出一种多尺度取向铠甲化策略，成功构筑出兼具耐高温、高效颗粒物过滤与有害气体选择性吸附功能的纳米纤维膜。该活性膜在120°C高温下可实现对PM0.3的高效滤除（>99%），此外也表现出卓越的气体吸附分离性能，为高温复杂环境下的呼吸防护提供了可靠的解决方案。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.5c16047
