电纺助力：高效集成多孔纤维复合材料的创新构建
电纺助力：高效集成多孔纤维复合材料的创新构建
随着前沿科技的飞速发展，多孔材料因其独特的结构优势和优异的多功能性，已被广泛应用于环境治理、生物医药和能源存储等领域。静电纺丝技术因其能精准制备纳米级纤维，已成为制备高性能、多功能材料的有效手段。通过结合多孔材料与静电纺丝技术的优势，我们可以构建出更高效、更智能的功能材料。
图1 图文摘要
在自然界中，植物纤维、丝绸、动物毛发等天然纤维材料依靠其独特的多孔结构，不仅拥有高比表面积，还具备优异的力学性能。这类天然材料在生态环境中的多样化生物功能特性，激发了科研人员对构建仿生纤维材料的探索热情。
静电纺丝技术因其能够将聚合物等溶液拉伸成纳米级纤维的特性，已成为一种理想的高性能材料制造技术。本文关注的是如何提升静电纺丝材料的多功能化，尤其是结合典型的多孔材料（如MOFs和COFs）以实现更高效的功能特性开发。
在将多孔材料通过静电纺丝纤维集成的过程中，如何确保多孔材料的高效利用和充分暴露，是一个共性科学问题。例如，MOFs和COFs等多孔材料具备极高的比表面积和优异的物理化学特性，但其在静电纺丝过程中容易产生聚集、且暴露的多孔结构稳定性较差，这是目前领域内的关键难点问题。本文介绍了几种静电纺丝多孔材料的方法：
混合纺丝法
混合纺丝法是将多孔材料直接加入静电纺丝溶液中，制备多孔复合材料（图1 A）。然而，多孔材料在溶液中易聚集，导致纤维质量下降、均匀性较差，且多孔结构被纤维包裹而无法充分暴露。当前研究集中在改进多孔材料分散性并确保多孔结构的暴露，从而提高多孔复合材料相关性能。
表面生长法
表面生长法则通过在特定基底纤维（如PAN纤维）表面生长多孔材料，使其多孔结构得以最大程度暴露（图1 B）。这种方法通过基底纤维材料化学基团的有效吸附和支持多孔材料的均匀生长，来提升多孔复合材料的整体性能。当前的技术挑战在于如何精确控制孔隙尺寸和分布，从而优化多孔复合材料的功能性。
除纤法
除纤法则利用助剂或模板，在静电纺丝过程中诱导多孔材料进行自组装，以构建出高度活性且均匀分布的多孔复合材料（图1 C）。去除静电纺丝纤维骨架，仍然可以保留纤维的多孔结构，并使多孔材料充分暴露。这种方法能很好地保留多孔材料的活性，但其在规模化制备中的可控性仍需进一步提升。
总结与展望
这种新型多孔复合材料的构建为高性能、多功能应用带来了美好前景。未来，静电纺丝纤维复合材料或将在空气净化、智能药物传输、可持续催化等领域产生深远影响。如何进一步提升静电纺丝生产技术的稳定性，简化工艺并提升规模化应用的可能性，将是学术界和产业界未来共同努力的方向。