（元琛科技）靜電紡絲（ES）方法作為一種簡單并且高效的紡絲方法，被公認(rèn)為是制備納米纖維最廣泛的技術(shù)之一。ES是指在高壓電場環(huán)境下，利用電場力克服溶液或者熔體泰勒錐的表面張力，并對發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移的紡絲液體或者熔體進(jìn)行拉伸細(xì)化而形成納米纖維的技術(shù)。ES方法來源于1934年由美國Autone教授提出的一種人造紗的生產(chǎn)工藝及裝置專利，如圖1所示。

圖1 1934年Formhals專利示意圖

由ES工藝所制備的納米纖維膜/束以其所具有的高表面積、高表面能和高表面活性等性能在各種領(lǐng)域都受到歡迎。比如：非織造織物、組織工程、增強纖維、燃料電池、藥物輸送系統(tǒng)、復(fù)合材料、過濾、光子學(xué)、傳感器、超級電容器、傷口敷料等。

作為制備納米材料的重要方法之一，ES受到了廣泛的關(guān)注。經(jīng)過科學(xué)家們近九十年的探索及研究，ES技術(shù)已經(jīng)十分成熟。但隨著納米技術(shù)的進(jìn)步和對納米材料性能要求的不斷提高，傳統(tǒng)的ES工藝產(chǎn)率低這一致命缺陷也受到了越來越多的關(guān)注。越來越多的科學(xué)家們都曾嘗試通過改進(jìn)ES技術(shù)以提高其納米纖維膜的產(chǎn)量。因此，近年來出現(xiàn)了許多無針ES方法來獲得高產(chǎn)量的納米纖維，如圖2所示。

圖2 近年來用于批量制備納米纖維的裝置示意圖

在納米纖維的眾多的制備技術(shù)中，使用ES方法制備納米纖維不僅可以在直徑尺度使納米纖維達(dá)到納米級，還能通過調(diào)節(jié)紡絲過程中諸如接收距離，紡絲溶液濃度，紡絲電壓，紡絲溶劑推進(jìn)速度，環(huán)境相對濕度等工藝參數(shù)進(jìn)一步控制納米纖維膜的形貌。表1則展示了進(jìn)幾年來部分靜電紡絲專家們所研究的具體ES紡絲參數(shù)和產(chǎn)率。

表1 ES具體紡絲參數(shù)及產(chǎn)率對照表

伴隨雙碳政策的實施，煙氣經(jīng)袋式除塵凈化后將顆粒物濃度控制在1mg/m3以下，低阻節(jié)能的超凈濾料將成為未來濾料研發(fā)的新目標(biāo)、基于熔噴纖維、納米纖維、海島纖維表層的超精細(xì)濾料，以及易清灰的功能性滲膜處理、駐極處理及高通量覆膜技術(shù)等先進(jìn)工藝將為濾料的開發(fā)提供技術(shù)支撐。由靜電紡絲技術(shù)制得新型納米纖維膜濾料因能夠克服傳統(tǒng)覆膜濾料脆弱易磨損的缺點，同時進(jìn)一步提升過濾效果 —— 過濾常規(guī)粒子 + 靜電吸附微細(xì)粒子的雙效濾料，在未來將成為重點發(fā)展方向，引領(lǐng)國際濾料行業(yè)不斷向前邁進(jìn)。（元琛科技）