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靜電紡絲產業發展現狀與上海未來發展方向
纖維及其制品不僅可滿足服飾、家紡、紙張、包裝材料等日常生活的需求，還被廣泛應用于環境治理、個體防護、能源、醫療衛生、國防軍工等高新技術領域。但目前所用的傳統纖維直徑較粗（多大于1μm），導致其制品存在比表面積小、孔徑大、孔隙率低等不足，難以滿足高新技術領域對材料應用性能的要求。纖維直徑的細化可賦予材料明顯的尺寸效應和表面效應，有望顯著提升其應用性能。但當纖維直徑細化至100nm以下時，材料產率極低，難以滿足工程化開發的需求。亞微米纖維（100nm~1μm）材料不僅可通過纖維聚集使微觀小尺寸效應在宏觀尺度上充分發揮，有利于應用性能提升，且該尺度的纖維材料易于實現規模化生產。因此，亞微米纖維材料的開發成為解決上述問題的關鍵。
目前制備亞微米纖維的方法主要包括拉伸法、模板合成法、海島法、自組裝法和靜電紡絲法等。其中，靜電紡絲是指在高壓靜電場的作用下，聚合物射流形成-高速拉伸-相分離固化成纖的過程。其具有原料來源范圍廣、纖維結構可調性好、制備技術擴展性強、多元技術結合性強等優勢，近年來受到科研人員的高度關注，成為當前高性能纖維制品基礎及產業化應用研究的熱點。
圖1. 靜電紡絲技術原理圖
靜電紡絲法始于1934年，美國人福馬斯第一次公開了利用高壓靜電制備納米纖維的專利技術；但在此后的60年里，靜電紡絲并未引起廣泛關注，對其研究也主要集中在裝置改進上，發展緩慢；直到20世紀90年代，美國阿克隆大學Reneker研究小組對靜電紡絲的工藝和應用展開了全面研究，引起了科研工作者極大的興趣，自此靜電紡絲獲得飛速發展。
在基礎研究逐漸成熟的同時，靜電紡納米纖維的工程化應用也得到了持續不斷的研究，靜電紡納米纖維的應用領域包括環境治理、個體防護、生物醫療、清潔能源、國防軍工等。當前，靜電紡纖維的商業化產品主要有空氣過濾材料（如口罩、工業濾紙、防霧霾窗紗等）、水過濾用超濾膜材料、防水透濕面料、電池隔膜等。
圖2. 靜電紡纖維材料在各應用領域的發展現狀
國外高技術企業如德國Freudenberg、美國Donaldson、日本Fuence等公司均擁有制備商業化靜電紡纖維產品的核心技術。而我國在靜電紡纖維產品開發方面存在企業規模小、零散度大、自主研發能力弱等問題，導致相關產品主要依賴進口。
靜電紡絲是一種技術水平高、產品附加值大的高端制造技術，極具發展潛力，但國內在靜電紡絲方面的研究起步較晚。21世紀初，東華大學、同濟大學和復旦大學等一批科研院所率先在靜電紡絲原料及紡絲工藝參數等方面展開了研究，隨后蘇州納米技術與仿生研究所、江南大學、天津工業大學和北京服裝學院等也相繼開展了相關研究。與此同時，國內一些靜電紡絲企業逐漸涌現出來并呈現迅速發展的趨勢，比較知名的企業包括浙江日出納米新材料有限公司、江蘇寶澤高分子材料股份有限公司、上海東翔納米科技有限公司、江西先材納米纖維科技有限公司等。目前，與靜電紡絲相關的科研院所及企業已覆蓋全國32個省、市、區，其中超過半數分布在華東地區，尤其以江蘇、上海最為集中。此外，華北、東北、華中等地區也有少量相關科研院所及企業分布，但其大多存在科研院所研究不系統，企業分布零散、規模小的問題。
上海在國內靜電紡絲科技發展中居領先地位，從事該領域研究的高校和研究機構眾多，并成立了多家企業進行產業化應用的開發?，F階段上海主要集中力量推動已應用的空氣過濾、水過濾、柔性TiO2纖維膜、防水透濕材料等的產業化應用，加強有應用前景的油水分離、輕質保暖等的產業化共性技術研究，單向導濕靜電紡纖維膜材料、高溫隔熱靜電紡無機氧化物纖維體型材料、靜電紡纖維組織工程支架材料、靜電紡碳纖維柔性電極材料的前瞻性研究。
面向環境保護、個體防護、生物醫用、能源等領域對功能性纖維制品的重大需求，著重拓寬已進入產業化階段的靜電紡纖維空氣過濾材料的銷售市場，提升市場競爭力。
加快推進防水透濕、水過濾、高溫隔熱、光催化用靜電紡纖維材料的產業化進程。重點開發基礎研究成熟、應用潛力巨大的輕質保暖、油水分離、傳感監測用靜電紡纖維材料規?；糯髮僭O備。
大力深化靜電紡技術在單向導濕、航空航天、CO2分離與轉化、組織工程支架等領域的基礎研究工作，促進靜電紡絲纖維材料的產業全方位快速增長。
依據靜電紡絲技術和產業發展的規律和上海靜電紡絲技術發展的現狀，上海應加大政府的主導作用，急速產業應用和共性技術研究，做大產業規模，提升產業技術，加大投入具有領先優勢的研究機構并形成產業技術的研究中心與服務平臺等，集中上海的優勢，形成研發、技術和產業的核心優勢。
作者簡介
張永旭，博士，主要從事納米材料和光電功能材料研究，現任職于上海科學院直屬上海市納米科技與產業發展促進中心。
作者：微信創新來源：http://www.ctoutiao.com/791046.html