靜電紡纖維基全納米復合材料：進展與前景

文章來源：愛思唯爾Elsevier

靜電紡絲技術及其制備的納米纖維基復合材料是近十幾年來世界材料科學領域十分關注的課題。2000年，諾貝爾化學獎獲得者麥克德爾米德先生將靜電紡絲技術帶入吉林大學麥克德爾米德實驗室。經過十幾年的潛心研究，王教授近提出了全納米復合材料的新概念，即利用高壓靜電紡絲技術，把有機/有機、無機/有機、有機/無機納米組分進行多元復合，它們可以是0/1、1/1、3/1維度的結合，其形貌可以是納米線、納米管、納米粒子、納米帶等，通過多元納米復合試圖尋找出這些全納米材料之間的協同效應、界面效應、空間效應、以及反常現象，并研究全納米材料在多種領域的應用。

近期，吉林大學王教授課題組在愛思唯爾旗下期刊Composites Communications上發表的題為“Electrospinning based all-nano composite materials: Recent achievements and perspectives”的綜述論文中介紹了靜電紡纖維基全納米復合材料的組成與結構，并詳細總結了這些材料在眾多領域的應用前景。文章作者為東北師范大學化學學院趙銳博士。

靜電紡纖維基全納米復合材料是一個新興領域，正處于基礎研究階段。因為靜電紡纖維基全納米復合材料具有超輕、超柔、超薄等特點，并且通過有機納米材料與無機納米材料的結合與調控，其顯示了強大的功能化、智能化、以及超細纖維的特性。在此基礎上，文章詳細探討了靜電紡纖維基全納米復合材料在水/氣/油過濾、有害物質吸附、光/化學/電催化、生物與醫用、納電子器件、能量存儲與轉換、電磁屏蔽與隱身等領域的應用。后，作者對靜電紡纖維基全納米復合材料的研究機遇與挑戰提出了一些個人見解，并激勵更多的研究者從事這一新穎的科研領域：

新一輪科技革命和產業變革的腳步已經向我們快步走來，當下各種新材料、新技術、新業態層出不窮，電紡纖維基全納米復合材料的產業化苗頭已經開始展現。根據目前狀況來看，對于靜電紡纖維基全納米復合材料的研究，在未來五年里我們還要堅持走改性、替代、智造路線。改性就是通過把傳統材料作為基底，利用電紡纖維及其復合材料進行修飾，以提高傳統材料的固有性能（如：空氣過濾產品）。替代就是利用靜電紡纖維基全納米復合材料的超輕、超柔、超大比表面積、超高孔隙率、協同效應和界面效應，開發世界上還沒有的新型納米級復合材料，發現新原理和新性質，以替代一些傳統產品。例如：用低密度的超細纖維復合材料替代某些航天航空材料，即使重量減掉1克，也會對國防建設產生巨大的經濟意義和現實意義。智造就是研發智能感知、智能可控等核心技術，盡快實現靜電紡纖維基全納米復合材料制品在自主健康監測、海洋工程、智能裝備、4D應用等領域的應用。