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纤维因其优异的拉伸性、透气性和高孔隙率而在诸多领域具有广泛的应用前景。人们已经开发出许多方法来使用各种材料来生产合成纤维,其中,静电纺丝是一种广泛使用且有效的生产微纳米级纤维(纤维直径范围从 2 纳米到几微米)的方法[5]。除静电纺丝外,大多数其他传统的纤维生产方法,如湿纺和干纺、拖曳纺丝、凝胶纺丝和三维 (3D) 打印,都仅依靠机械拉伸或剪切应力来拉伸和变细纤维射流;因此,它们通常很难在不导致纤维断裂的情况下生产出纤维直径小于 10 毫米的超薄纤维[6]。静电纺丝利用强静电力将聚合物溶液或熔体拉伸成细射流,最终形成微/纳米纤维沉积。这种现象最早在一个多世纪前被发现和描述 [ 7 ],但直到 20 世纪初,“静电纺丝”一词才正式提出 [ 8 ]。从那时起,关于这种用途广泛且简单的纤维生产技术的研究一直在显着增长 [ 9 ]。随着材料科学和纳米技术的最新发展,新材料已与静电纺丝技术相结合,例如导电材料、能量产生材料以及生物相容性和生物活性材料。利用这些新材料功能化的电纺微/纳米纤维不仅保留了超薄纤维的物理优点,例如高长宽比、柔韧性、方向性和高孔隙率,而且还开辟了新颖的纤维和纺织设备配置和应用。例如,压电聚合物的使用使一系列本质上灵活和透明的能量收集器和自供电传感器成为可能[10,11]。用聚合物和金属或陶瓷制成的复合材料纤维在新型传感和光电设备中显示出良好的应用潜力[12,13]。同时,这些新兴应用要求对电纺纤维的形貌和图案进行更精确、更方便和定制化的控制。因此,人们努力改进和调整静电纺丝装置和工作条件,并将纤维纺丝与其他先进加工技术(如 3D 打印和微流体)相结合。本章旨在全面描述静电纺丝的最新创新和技术进步。为了让不熟悉静电纺丝的读者有效地阅读本章,我们在开头简要介绍了静电纺丝的物理原理和基本装置设计,然后讨论了

静电纺丝技术的进步与创新

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