DOI: 10.1039/d1gc04252a

静电纺丝技术是一项可以生产由纳米到微米级纤维组成的膜的强大技术，由于极高的表面积与体积比和高膜孔隙率，其具有独特的膜特性。然而，该技术通常与绿色环保工艺相去甚远，因为它使用的溶剂具有高易燃性、毒性、难以处理或能源密集型合成等问题。事实上，静电纺丝领域最常用的溶剂是卤化溶剂（例如氯仿、三氟乙醇）和有毒溶剂（例如二甲基甲酰胺），其使用受到了欧盟化学品管理新法规（REACH）的限制。考虑到静电纺丝产物的商业化，这一点尤为重要，因为溶剂的选择比较有限。为了使静电纺丝成为一种更具吸引力的商业技术，并进一步提高其可扩展性，必须建立遵循社会发展和法律规范的溶剂替代品和其他绿色路线，特别是在环境和健康影响方面。本综述提供了该技术当前的生态和经济背景，总结了绿色静电纺丝的最新方法。由于溶液和分散体的静电纺丝是该技术在研究和工业中的主要使用形式，因此本研究的重点放在“绿色”溶剂或溶剂混合物的使用上。本文提出的方法全面涵盖了通过溶液、乳液、悬浮液和原位交联静电纺丝生产聚合物纤维。

图1.使用EHS和LCA方法对26种溶剂分类，得分最低的为最环保溶剂。

图2.GSK溶剂可持续性选择指南显示了55种最常用的溶剂，根据其绿色程度进行评分和颜色编码。

图3.使用绿色和传统溶剂制备的电纺膜的力学性能比较。它们在极限拉伸强度（UTS）和屈服强度方面表现相似，而绿色溶剂的弹性模量较低，延展性较高。

图4.（a）24℃下静电纺丝的PAN纤维和（b-d）80℃下静电纺丝的阿昔洛韦负载PAN纤维不同放大倍率的SEM图像。

图5.在DMSO溶液中由PAN纺成的纤维上的溶剂液滴显示了拉伸聚合物（白色）和溶剂（透明液滴）的相分离。

图6.用于封装的乳液静电纺丝的原理和效果。（a）乳液静电纺丝的示意图。（b）乳液纺制和混纺纤维的典型释放曲线，包括各自的TEM图像。（c）释放曲线取决于不同的鞘层材料，包括各自的TEM图像。

图7.乳液-电纺纤维的形态取决于乳液成分和纺丝参数。上图：由含有不同总基质和油浓度的乳液纺成的纤维的TEM图像。中间：由含有不同比例的基质与油的乳液纺成的纤维的SEM图像。底部：在不同湿度水平下由乳液纺成的纤维的SEM图像。

图8.悬浮电纺纤维的原理和形态取决于颗粒类型。上图：使用分散体进行线性静电纺丝的示意图。底部：由不同类型颗粒掺杂（a-c）及其去除后（d）的悬浮液纺成的纤维的选定TEM图像。

图9.悬浮-电纺纤维中颗粒浓度和尺寸的形态和机械效应。（a）随着球形颗粒浓度的增加，由分散体制备的电纺纤维的SEM图像。（b）由粒子含量增长的悬浮液制备的电纺纤维垫的典型应变-应力曲线。（c和d）由含有纳米粒子（c）或微粒（d）的分散体制备的典型电纺纤维的SEM图像。

图10.基于PTFE悬浮液的共混物静电纺丝的原理和形态。（a）用于纯PTFE纤维的静电纺丝PTFE悬浮液的示意图。（b）左：在不同的基质与PTFE比例下，通过静电纺丝PTFE悬浮液获得的典型纤维的SEM图像。（b）右图：在不同的基质与PTFE比例下，通过静电纺丝PTFE悬浮液以及随后的煅烧制备的典型纤维的SEM图像。（c）顶部：在不同温度下煅烧后获得的电纺PTFE-纤维膜的典型应变-应力曲线。（c）底部：在不同温度下煅烧后获得的典型电纺PTFE-纤维膜的SEM图像。

图11.不同设计的原位交联策略：（a）同轴/双管静电纺丝；（b）光致交联；（c）多纤维水凝胶网络的开发。