PAN纳米纤维的制备及其性能测试(2)
Figure.1-1. Schematic illustration of electrospinning.
（1-1.静电纺丝装置示意图）
自电纺纤文在生物医学领域的潜力被发掘以来，研究者便不断地改进其装置以满足实际应用的需要，各类工艺简单、操作方便、可连续生产的静电纺丝装置相继出现并在生物医学工程领域投入应用[5-9]。
1.1.1静电纺丝技术的起源
“静电纺丝”一词来源于“electrospinning”或更早一些的“electrostatic spinning”，国内一般简称为“静电纺”，“电纺”等。1934年，Formalas发明了用静电力制备聚合物纤文的实验装置并申请了专利，其专利公布了聚合物溶液如何在电极间形成射流，这是首次详细描述利用高压静电来制备纤文装置的专利，被公认为是静电纺丝技术制备纤文的开端。但是，从科学基础来看，这一发明可视为静电雾化或电喷的一种特例，其概念可以追溯到1745年。静电雾化与静电纺丝的最大区别在于二者采用的工作介质不同，静电雾化采用的是低粘度的牛顿流体，而静电纺丝采用的是较高粘度的非牛顿流体。这样，静电雾化技术的研究也为静电纺丝体系提供了一定的理论依据和基础。对静电纺丝过程的深入研究涉及到静电学，电流体力学，流变学，空气动力学等领域。
20世纪30年代到80年代期间，静电纺丝技术发展较为缓慢，科研人员大多集中在静电纺丝装置的研究上，发布了一系列的专利，但是尚未引起广泛的关注。进入90年代，美国阿克隆大学Reneker研究小组对静电纺丝工艺和应用展开了深入和广泛的研究。特别是近年来，随着纳米技术的发展，静电纺丝技术获得了快速发展，世界各国的科研界和工业界都对此技术表现出了极大的兴趣。此段时期，静电纺丝技术的发展大致经历了四个阶段：第一阶段主要研究不同聚合物的可纺性和纺丝过程中工艺参数对纤文直径及性能的影响以及工艺参数的优化等；第二阶段主要研究静电纺纳米纤文成分的多样化及结构的精细调控；第三个阶段主要研究静电纺纤文在能源,环境,生物医学,光电等领域的应用；第四阶段主要研究静电纺纤文的批量化制造问题。上述四个阶段相互交融,并没有明显的界线。
1.1.2静电纺丝技术现状
1.1.3静电纺丝技术的应用
随着纳米技术的发展，静电纺丝作为一种简便有效的可生产纳米纤文的新型加工技术，将在生物医用材料，过滤及防护，催化，能源，光电，食品工程，化妆品等领域发挥巨大作用。
①在生物医学领域，纳米纤文的直径小于细胞，可以模拟天然的细胞外基质的结构和生物功能；人的大多数组织，器官在形式和结构上与纳米纤文类似，这为纳米纤文用于组织和器官的修复提供了可能；一些电纺原料具有很好的生物相容性及可降解性，可作为载体进入人体，并容易被吸收；加之静电纺纳米纤文还有大的比表面积，孔隙率等优良特性，因此，其在生物医学领域引起了研究者的持续关注，并已在药物控释，创伤修复，生物组织工程等方面得到了很好的应用。
②纤文过滤材料的过滤效率会随着纤文直径的降低而提高，因而，降低纤文直径成为提高纤文滤材过滤性能的一种有效方法。静电纺纤文除直径小之外，还具有孔径小，孔隙率高，纤文均一性好等优点，使其在气体过滤，液体过滤及个体防护等领域表现出巨大的应用潜力。
③静电纺纤文能够有效调控纤文的精细结构，结合低表面能的物质，可获得具有超疏水性能的材料，并有望应用于船舶的外壳，输油管道的内壁，高层玻璃，汽车玻璃等。但是静电纺纤文材料若要实现在上述自清洁领域的应用，必须提高其强力，耐磨性以及纤文膜材料与基体材料的结合牢度等。
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