靜電紡絲技術起源于20世紀30年代，并在近30年的時間得到蓬勃的發展，該技術制造成本低廉、工藝簡單，可快速獲得纖維直徑從幾納米到幾微米且品種繁多的超細纖維，因而被公認為是最具有批量制造納米纖維材料潛力的重要方法之一。具有三維立體空間結構的靜電紡納米纖維材料，不但具備納米顆粒尺寸微小、比表面積大等特征，同時它還有力學穩定性好、纖維膜孔徑小、孔隙率高、纖維連續性好等優點，因而可以作為納米科學和技術的基本構筑基元，廣泛應用于信息、能源、環境、生物醫學、國家安全等領域。

  隨著靜電紡絲技術的發展，科研人員逐漸將研究重點從基礎的靜電紡絲理論及纖維的簡單制備轉向纖維結構的精細調控、功能化應用及批量化制造。編者長期以來一直從事靜電紡絲技術及納米纖維的基礎與應用研究工作，并先后考察了靜電紡絲技術在美國、歐盟、日本、韓國等發達國家學術界及工業界的發展情況。鑒于靜電紡絲技術目前高速發展的勢頭以及靜電紡納米纖維商品化的快速來臨，編者組織國內外靜電紡絲領域30余位專家學者，包括德國的Andreas Greiner和Seema Agarwal教授，美國的Hao Fong、Xiangwu Zhang、Hongjun Wang、Ping Lu教授，澳大利亞的Tong Lin 教授以及國內的王策、劉天西、楊衛民、張克勤、趙勇、魏取福、莫秀梅、孫道恒、盧曉峰、龍云澤、王女、鄧紅兵、蔣少華、王雪芬、何建新、翟云云、繆月娥、李彥等專家學者，共同編寫英文書籍Electrospinning: Nanofabrication and Applications（《靜電紡絲：納米纖維制備與應用》），該書于2018年底在荷蘭Elsevier出版社出版，全書共26章，旨在詳細介紹近年來靜電紡絲領域的最新研究進展和未來的發展趨勢。

圖1 《靜電紡絲：納米纖維制備與應用》

  《靜電紡絲：納米纖維制備與應用》闡述了靜電紡絲技術、納米纖維材料制備方法及其潛在的應用前景。該書首先介紹了靜電紡絲的原理和背景，概述了靜電紡絲工藝及其發展歷史，并簡要討論了靜電紡納米纖維的潛在應用。

圖2 靜電紡絲過程

  書籍第二部分詳細闡述了靜電紡絲納米纖維的制備方法，包括同軸靜電紡、并列型靜電紡、多通道靜電紡、多針頭靜電紡、無針靜電紡、靜電噴網、近場靜電紡、離心靜電紡和熔體靜電紡等，每一部分介紹時都從該方法的原理、裝置、優化及特殊應用展開。利用這些方法，成功地制備了各種新型結構（如核-殼、中空、多通道、多芯電纜狀、蛛網狀等）的納米纖維材料，這些新穎結構的納米纖維材料在許多領域都存在著極高的科學研究價值和應用潛力。

圖3  靜電紡纖維制備技術：（A）同軸靜電紡絲，（B）并列型靜電紡絲，（C）多通道靜電紡絲，（D）多針頭靜電紡絲，（E）無針靜電紡絲，（F）近場靜電紡絲，（G）靜電噴網，（H）離心靜電紡絲，（I）熔體靜電紡絲

圖4 靜電紡納米纖維形貌結構：（a-d）不同納米纖維聚集體結構，(e-q)各種單纖維結構

  書籍第三部分詳細闡述了靜電紡納米纖維的應用及前景，重點介紹了靜電紡納米纖維在空氣過濾、油水分離、水處理、食品和食品包裝、蛋白質吸附、防水透濕服裝、傳感器、光學器件、二氧化碳吸附、超級電容器、鋰離子電池電極、催化劑、組織工程、藥物輸送和酶固定化方面的應用研究。靜電紡絲技術的最新進展為納米纖維在國防與安全、生物醫學、環境保護、能源電子等領域的應用提供了重要支撐。該書將為從事纖維材料和紡織品加工方面的工程技術人員，以及納米技術、靜電紡絲、納米纖維和現代紡織領域的研究人員提供有價值的參考。

圖5 靜電紡納米纖維的應用領域

著者簡介

  俞建勇，中國工程院院士，東華大學教授，博士生導師。國家新材料產業發展專家咨詢委員會副主任，中國紡織工程學會副理事長，中國復合材料學會副理事長，上海市復合材料學會理事長，國務院學位委員會第七屆紡織科學與工程學科評議組召集人，第七屆教育部科技委材料學部、化學化工學部委員等。長期致力于紡織材料領域的科研與教學，在天然纖維資源開發、化學纖維創制應用、新型結構紗線、紡織復合材料和紡織功能材料等方面開展系列研究工作。獲國家技術發明二等獎2項、國家科技進步二等獎2項；合著書籍3部；發表論文400余篇；授權國家發明專利100多項；指導研究生100余名。獲得的榮譽主要包括2007年紡織工業年度創新人物、2008年寶鋼教育基金優秀教師獎、2010年全國優秀科技工作者、2011年中國紡織工程學會首屆“中國紡織學術大獎”，2018年改革開放四十年紡織行業突出貢獻人物。

  丁彬，東華大學教授，博士生導師，教育部長江學者特聘教授，主要從事微納米纖維材料的成型理論和結構設計及其在功能服裝、國防軍工、環境保護、柔性能源、生物醫用、食品安全、土工建筑等領域的應用研究。獲中國紡織工業聯合會科學技術進步一等獎1項、中國紡織工業聯合會科技進步二等獎1項、上海市技術發明獎一等獎1項、天津市科學技術進步二等獎1項；主編中文書籍1部、中文專著書籍1部、英文書籍2部，合著出版英文書籍12部，在國際核心期刊Science Adv., Nat. Commun., Adv. Mater., ACS Nano等發表SCI論文230余篇，總引9000余次，H指數61，獲授權發明專利62項。獲得的榮譽主要包括科技部中青年科技創新領軍人才（2017）、教育部長江學者特聘教授（2016）、國家基金委優青（2014）、美國纖維學會杰出成就獎（2014）、教育部新世紀優秀人才（2011）、上海市曙光學者（2010）等。

  王先鋒，東華大學教授、博士生導師，主要從事功能非織造微納米纖維材料的制備、結構調控及應用研究。迄今已在Prog. Mater. Sci.、Mater. Today、ACS Nano、Small等學術刊物上發表SCI收錄論文50余篇、主編英文書籍1部、參編書籍章節7部、申請國家發明專利20余項；承擔國家重點研發計劃項目課題、國家科技支撐計劃課題、國家自然科學基金、上海高校特聘教授崗位計劃、上海市青年科技啟明星計劃、上海市教委科研創新計劃等項目；獲第六屆全國靜電紡絲技術與納米纖維學術會議杰出青年獎、上海市優秀博士論文、中國紡織工程學會陳維稷優秀論文等；現擔任4個國際學術雜志編輯和20余個SCI期刊的特約審稿人。

  本文摘編自俞建勇、丁彬、王先鋒等著《Electrospinning: Nanofabrication and Applications》一書（Elsevier出版社，ISBN: 978-0-323-51270-1）。