静电纺丝技术自1887年发展至今，已有100余年历史。利用静电纺丝技术，人们生产研究了从纳米到微米尺度的各种纤维材料，并广泛应用于各个领域，促进了纳米技术的产生和发展。电纺材料已经在生物医学、能源、环境应用、太空探索、食品、水和农业等领域找到了实际应用。事实上，许多商业产品早已在市场上销售，包括Smart Mask（来自NASK，nask.hk)，细胞培养皿（Sigma-Aldrich），FERENA过滤装置（KOKEN LTD, http://www.koken-ltd.co.jp/)，BOSSIS合成骨(Ortho ReBirth, orthorebirth.com), PestControl (fiber trap, fibertrap.com)等。

随着时间的推移，除了简单地改变和/或取代组成聚合物外，不同研究组和公司对基本的静电纺丝技术进行了深入的研究革新。重新设计的主要焦点是收集器和喷嘴，通过对其进行调整，以改变纤维材料的形态、排列、直径、孔隙率和合成的总产量等。在静电纺丝中，聚合物广泛参与了纤维形成的所有过程。在溶液中具有适当粘度的可纺聚合物可以获得理想的纤维，也可以与非可纺材料（如金属、金属氧化物或碳颗粒）混合以获得复合纤维。那么，静电纺丝科学下一步要实现的目标是什么？

在本文中，作者提出了三个方面：

1、Where Do Future Opportunities Lie?   

图1. 静电纺丝作为一种新型的高性能材料制备平台.（A）电纺纤维过程时关注的两个区域的示意图。（B）一维电纺纳米纤维结构中二维TMDs的应变可能引起光致发光（PL）、吸光度、拉曼位移和偏振各向异性的变化。借助光学技术，这些变化可以被跟踪，以量化由静电纺丝引起的纳米纤维的应变、变形、电荷存储甚至掺杂的程度。

a)  The pre-solid. 关注电纺过程中快速固化的机理。一直以来，经常讨论的是上图中Zone 1区域的溶剂挥发固化过程，但是关于Zone 2区域的固化机理讨论较少，如果能更好地了解这个区域的固化机理，对于设计优化纤维材料具有指导意义。

b)  At solid state. 在电纺过程中，纤维将经历弹性或塑性变形（甚至两者的组合），理解和量化这些情况在理论和实验上都是一个重大挑战，但对于控制合成纳米纤维的行为和/或以后在各种工程设备和应用中适当地使用它们至关重要。

2、Electrospinning beyond Polymers

发展非聚合物的电纺方法，或者无聚合物参与电纺，或其他纺丝方法。

图2. 超越聚合物领域的静电纺丝能力.(A)制备的碳纳米纤维载体上的前驱盐微粒图像，以及碳热冲击合成后由分散良好的纳米颗粒合成的图像.(B)五元纳米颗粒（Pt、Pd、Ir、Rh和Ru）在纳米纤维上的HAADF图像和元素图.(C) 激光纺丝法玻璃纤维的SEM图.(D) 含Al，Cr，Fe，Ni，Mo合金超细纤维的SEM和EDS图像.(E)示意图显示利用静电纺丝和激光纺丝获得超细全金属纳米纤维的可能性.

3、Novel Applications and Foresight

图3. 所生产的纳米纤维性质的改变有望使材料具有多种用途

结论

尽管静电纺丝技术制备及其合成材料的研究成果丰硕，但仍有许多工作要做。下一个趋势主要取决于三个因素：（1）更好地理解纳米纤维的形成过程和所制备的纤维材料；（2）获得一类新的纳米纤维（金属纤维和杂化纤维），以及（3）静电纺丝技术工程化以获得广泛应用的新材料（通过后处理等）。

静电纺丝技术的持续发展可能会持续100年。