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摘 要：随着纳米技术的不断发展，静电纺丝技术应用的范围也越来越广泛，其发展前景也十分的广阔，首先介绍了静电纺丝技术制备纳米纤维的原理以及影响制备纳米纤维形貌因素，然后从静电纺丝技术在生物医学领域、能源发电、环境保护领域中的作用进行了介绍，最后对静电纺丝技术的发展前景进行了展望。
关键词：静电纺丝技术;纳米纤维;发展前景
引言
纳米技术的快速发展也让静电纺丝得到了世界各国研究学者的关注，直到目前依旧有越来越多的科研工作者对静电纺丝技术进行了研究。静电纺丝技术有着操作方便、工艺简单、制造速度快等优点，例如从制备纳米纤维来说，纳米纤维一般是指直径在1-100mm之间的超细纤维，制备纳米纤维有很多种方法，例如微相分离、模板聚合法、拉伸法以及静电纺丝等，而目前静电纺丝技术是唯一一个能够直接连续制备聚合物纳米纤维的方法，也渐渐地在医疗、能源发电、环境保护等多个领域运用广泛。
一、静电纺丝技术介绍
静电纺丝法即聚合物喷射静电拉伸纺丝法，它与传统方法截然不同。典型的静电纺丝装置是由高压治疗电源、喷射装置（如毛细管）和收集装置组成，首先将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下在毛细管的Taylor锥顶点被加速。当电场力足够大时，聚合物液滴克服表面张力形成喷射细流。细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化，最终落在接收装置上。
静电纺丝技术在制备纳米纤维影响形貌的因素包含溶液性质，可控變量以及环境参数。溶液性质如溶液浓度、溶液粘度和电荷密度等;可控变量如静电压、注射速度、接受距离;环境参数如溶液温度、气流温度等。
二、静电纺丝技术的应用
（一）生物医学领域
静电纺丝聚合物纳米纤维的生物相容性和组织结构相似在组织工程支架、药物释放、细胞培养等方面都得到了应用;组织工程是一个多学科交叉的领域，对生物代替品的发展改善以及保护都提供了有利的条件，静电纺丝技术制备的纳米纤维为组织工程中的细胞生长、三维新组织的生长等提供了生长的环境，而且静电纺丝技术是一种非常简单高效的方法;使用静电纺丝方法，可以很容易制备出三维结构的纳米纤维，所以在细胞培养方面可以运用该技术，前期也有人通过研究得出，静电纺丝技术制备壳聚糖纳米纤维膜的生物相容性良好，并且没有毒性作用，有利于肝细胞在其表面生产，所以壳聚糖对生物反应器中细胞的活性有效的改善，并维持细胞功能;另外，核/壳结构的复合纳米纤维在组织工程，药物控释等医学领域上发挥的作用极为重要，与静电纺丝相同原理的同轴静电纺丝也是这几年来重大的突破，与静电纺丝的区别就在于后者使用了两个内景不同的毛细管，从而使喷嘴喷出的材料液体分层，再经过拉伸固化成为具有核/壳结构的纳米纤维。
（二）能源发电
静电纺丝制备的高分子导电膜，例如保护典韦、经典小号、柔性传感器等方面具有良好的应用前景;其次，电化学反应而定速度与纤维电极的表面积成正比，所以在电解质电池和高性能的电池方面同样也可以用纤维导电膜;而通过静电纺丝技术制备的导电纤维电池的特点具有灵敏度高、不漏液等。
（三）环境保护
环境的保护是人们一直提倡的，在纺织上，如何解决环境的问题就是要高效的以及低成本，静电纺丝技术制备的纳米纤维直径小，所以表面活性以及表面能较大，而且它还具备良好的保持电核的能力，从而增强了纤维的经典吸附能力和阻隔性，但是纤维强度较低，单独使用的话很难达到力学性能要求，也因此导致了范围的限制，姚春梅等人在采用聚乳酸熔喷非织造布为基布，用静电纺丝技术来制备乳酸纤维并覆盖在基布上，最终得到了性能优良的过滤材料;另外，企业对纺织印染后的污水一直难以处理好，通过制备不同质量分数的聚丙烯晴纳米纤维膜来精华肺水肿亚甲基蓝染料，其对污水的处理效果明显。
除此之外，静电纺丝技术在其他的领域也有非常重要的应用，而且静电纺丝制备的纳米纤维较比于其他方法制备的纳米纤维相比，在纤维直径小、表面积大以及纳米丝可以很长等方面都具有独立无二的特征。
三、静电纺丝技术的发展趋势
现如今，静电纺丝技术在传统工业和高科技领域有了很好的应用并且有非常广的开发潜力，可以说是静电纺丝的理论模型研究在不断地深入，但是因为静电纺丝技术刚得到关注不就，其中还存在着不少的问题，例如精确描述纺丝液在静电场中流体的不稳定性，在交流电场下Taylor锥的形成原理，以及如何运用流体动力学的研究成果使纺丝技术进一步的优化，这些问题都是值得我们研究以及探讨的。
其次，在环境的保护上，静电纺丝技术现在逐渐被广泛使用，而它本身的弊端也随着广泛应用而暴露出来，例如容易对环境污染的溶剂，并且在挥发时还会是原料的浪费，生产率低，无毒环保型的纳米纤维又无法及时生产出来，特别是在组织工程，生物医学等多个领域中，所以，对这种需求越来越迫切，在这个问题中熔融型静电纺丝技术占有着巨大的优势，在这一方面可以持续发展。
再者，静电方式技术发展的最终目标是制备连续有序的纳米纤维、大规模生产以及商业化，但如今的静电纺丝技术制备的纳米纤维仍然达不到目标，所以在这一方面仍需要继续发展;最后就是制备的纳米纤维大多数的强力都很低，无法单独使用，需要依赖其他的材料作为支撑，这也就局限了它的适用范围和应用推广，所以，对于纳米纤维强力的提高也是我们未来发展的趋势。
四、结论
静电纺丝技术已经被广泛的应用在了各个领域，并且也取得了巨大的成果，然而由于静电纺丝技术的发展起步较晚，现如今仍然存在许多的弊端，例如纺丝液在静电场中流体的不稳定性、对环境污染的减少、未能达到最终目标以及纳米纤维大多数强力不高等方面，这些对于实际使用的范围都有影响，所以在未来的持续发展中，这几个方面将会是发展的趋势，特别是在易生物医学领域、能源发电以及环境保护等领域。
参考文献：
[1]梁列峰，李代洋，杨婷，等. 静电纺丝技术的研究进展[J].成都纺织高等专科学校学报，2016（4）：126-131
[2]汪成伟基于静电纺丝技术的纳米纤维制备工艺及其应用研究[D]苏州：苏州大学，2016.
[3]李萃，王肖，娜徐阳，等.熔融静电纺制备聚丙烯超细纤维的研究[D].化工新型材料，2012，（403）：49-5L
[4]唐珊，樊炜炜，刘传桂，等，不同表面活性剂对静电纺
丝超细纳米纤维的性能影响[J]轻工机械，2018，36（3）：1-7.
[5]褚薛慧，施晓雷，顾劲扬，等.壳聚糖纳米纤维电纺膜体外对肝细胞作用的研究[D].中国生物医学工程学报，2010，29（1）：144-149.
[6]克祥，刘敏，张书香.溶剂型聚丙烯酸酯压敏胶的研究[J].山东化工，2008（37）：20—23
[7]科，龙云泽，吴佑实.静电纺丝制备纳米纤维的进展及应用[J].合成纤维工业，2007，30（3）：54—57.
关键词：静电纺丝技术;纳米纤维;发展前景
引言
纳米技术的快速发展也让静电纺丝得到了世界各国研究学者的关注，直到目前依旧有越来越多的科研工作者对静电纺丝技术进行了研究。静电纺丝技术有着操作方便、工艺简单、制造速度快等优点，例如从制备纳米纤维来说，纳米纤维一般是指直径在1-100mm之间的超细纤维，制备纳米纤维有很多种方法，例如微相分离、模板聚合法、拉伸法以及静电纺丝等，而目前静电纺丝技术是唯一一个能够直接连续制备聚合物纳米纤维的方法，也渐渐地在医疗、能源发电、环境保护等多个领域运用广泛。
一、静电纺丝技术介绍
静电纺丝法即聚合物喷射静电拉伸纺丝法，它与传统方法截然不同。典型的静电纺丝装置是由高压治疗电源、喷射装置（如毛细管）和收集装置组成，首先将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下在毛细管的Taylor锥顶点被加速。当电场力足够大时，聚合物液滴克服表面张力形成喷射细流。细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化，最终落在接收装置上。
静电纺丝技术在制备纳米纤维影响形貌的因素包含溶液性质，可控變量以及环境参数。溶液性质如溶液浓度、溶液粘度和电荷密度等;可控变量如静电压、注射速度、接受距离;环境参数如溶液温度、气流温度等。
二、静电纺丝技术的应用
（一）生物医学领域
静电纺丝聚合物纳米纤维的生物相容性和组织结构相似在组织工程支架、药物释放、细胞培养等方面都得到了应用;组织工程是一个多学科交叉的领域，对生物代替品的发展改善以及保护都提供了有利的条件，静电纺丝技术制备的纳米纤维为组织工程中的细胞生长、三维新组织的生长等提供了生长的环境，而且静电纺丝技术是一种非常简单高效的方法;使用静电纺丝方法，可以很容易制备出三维结构的纳米纤维，所以在细胞培养方面可以运用该技术，前期也有人通过研究得出，静电纺丝技术制备壳聚糖纳米纤维膜的生物相容性良好，并且没有毒性作用，有利于肝细胞在其表面生产，所以壳聚糖对生物反应器中细胞的活性有效的改善，并维持细胞功能;另外，核/壳结构的复合纳米纤维在组织工程，药物控释等医学领域上发挥的作用极为重要，与静电纺丝相同原理的同轴静电纺丝也是这几年来重大的突破，与静电纺丝的区别就在于后者使用了两个内景不同的毛细管，从而使喷嘴喷出的材料液体分层，再经过拉伸固化成为具有核/壳结构的纳米纤维。
（二）能源发电
静电纺丝制备的高分子导电膜，例如保护典韦、经典小号、柔性传感器等方面具有良好的应用前景;其次，电化学反应而定速度与纤维电极的表面积成正比，所以在电解质电池和高性能的电池方面同样也可以用纤维导电膜;而通过静电纺丝技术制备的导电纤维电池的特点具有灵敏度高、不漏液等。
（三）环境保护
环境的保护是人们一直提倡的，在纺织上，如何解决环境的问题就是要高效的以及低成本，静电纺丝技术制备的纳米纤维直径小，所以表面活性以及表面能较大，而且它还具备良好的保持电核的能力，从而增强了纤维的经典吸附能力和阻隔性，但是纤维强度较低，单独使用的话很难达到力学性能要求，也因此导致了范围的限制，姚春梅等人在采用聚乳酸熔喷非织造布为基布，用静电纺丝技术来制备乳酸纤维并覆盖在基布上，最终得到了性能优良的过滤材料;另外，企业对纺织印染后的污水一直难以处理好，通过制备不同质量分数的聚丙烯晴纳米纤维膜来精华肺水肿亚甲基蓝染料，其对污水的处理效果明显。
除此之外，静电纺丝技术在其他的领域也有非常重要的应用，而且静电纺丝制备的纳米纤维较比于其他方法制备的纳米纤维相比，在纤维直径小、表面积大以及纳米丝可以很长等方面都具有独立无二的特征。
三、静电纺丝技术的发展趋势
现如今，静电纺丝技术在传统工业和高科技领域有了很好的应用并且有非常广的开发潜力，可以说是静电纺丝的理论模型研究在不断地深入，但是因为静电纺丝技术刚得到关注不就，其中还存在着不少的问题，例如精确描述纺丝液在静电场中流体的不稳定性，在交流电场下Taylor锥的形成原理，以及如何运用流体动力学的研究成果使纺丝技术进一步的优化，这些问题都是值得我们研究以及探讨的。
其次，在环境的保护上，静电纺丝技术现在逐渐被广泛使用，而它本身的弊端也随着广泛应用而暴露出来，例如容易对环境污染的溶剂，并且在挥发时还会是原料的浪费，生产率低，无毒环保型的纳米纤维又无法及时生产出来，特别是在组织工程，生物医学等多个领域中，所以，对这种需求越来越迫切，在这个问题中熔融型静电纺丝技术占有着巨大的优势，在这一方面可以持续发展。
再者，静电方式技术发展的最终目标是制备连续有序的纳米纤维、大规模生产以及商业化，但如今的静电纺丝技术制备的纳米纤维仍然达不到目标，所以在这一方面仍需要继续发展;最后就是制备的纳米纤维大多数的强力都很低，无法单独使用，需要依赖其他的材料作为支撑，这也就局限了它的适用范围和应用推广，所以，对于纳米纤维强力的提高也是我们未来发展的趋势。
四、结论
静电纺丝技术已经被广泛的应用在了各个领域，并且也取得了巨大的成果，然而由于静电纺丝技术的发展起步较晚，现如今仍然存在许多的弊端，例如纺丝液在静电场中流体的不稳定性、对环境污染的减少、未能达到最终目标以及纳米纤维大多数强力不高等方面，这些对于实际使用的范围都有影响，所以在未来的持续发展中，这几个方面将会是发展的趋势，特别是在易生物医学领域、能源发电以及环境保护等领域。
参考文献：
[1]梁列峰，李代洋，杨婷，等. 静电纺丝技术的研究进展[J].成都纺织高等专科学校学报，2016（4）：126-131
[2]汪成伟基于静电纺丝技术的纳米纤维制备工艺及其应用研究[D]苏州：苏州大学，2016.
[3]李萃，王肖，娜徐阳，等.熔融静电纺制备聚丙烯超细纤维的研究[D].化工新型材料，2012，（403）：49-5L
[4]唐珊，樊炜炜，刘传桂，等，不同表面活性剂对静电纺
丝超细纳米纤维的性能影响[J]轻工机械，2018，36（3）：1-7.
[5]褚薛慧，施晓雷，顾劲扬，等.壳聚糖纳米纤维电纺膜体外对肝细胞作用的研究[D].中国生物医学工程学报，2010，29（1）：144-149.
[6]克祥，刘敏，张书香.溶剂型聚丙烯酸酯压敏胶的研究[J].山东化工，2008（37）：20—23
[7]科，龙云泽，吴佑实.静电纺丝制备纳米纤维的进展及应用[J].合成纤维工业，2007，30（3）：54—57.