燃料电池、可充电金属空气电池、金属离子电池和超级电容器被认为是替代传统化石能源的有效技术，针对以上器件电极结构和配置的研究至关重要。例如，如何提高能量密度和功率密度、循环稳定性、机械性能和安全可靠性，以及开发高效的电极/电解质材料已成为化学电源研究的热点。此外，电化学传感器也成为检测污染物、药物分析和医疗保健监测的重要平台，但传统的刚性材料阻碍其可穿戴应用和进一步集成。静电纺丝作为一种可扩展的、适合设计和制造各种纳米纤维及其复合材料的技术，可用于构建以上电化学应用的关键部件。研究表明，静电纺丝纳米纤维及其复合材料具有独特的多孔结构、高比表面积、丰富的活性位点、优异的导电性和柔韧性等特点，通过进一步探究各种纺丝纳米复合材料的构效关系，可以显著提高其电化学性能，促进其产业化的新方向。

本文针对静电纺丝——从技术创新到新型静电纺丝复合纳米纤维进行了全面综述，重点介绍了先进静电纺丝纳米材料在电化学器件各关键部件中的最新研究进展。

1、能源应用：在能源领域，通过优化电导率、能量密度和稳定性，静电纺丝材料可用于燃料电池、金属空气电池、金属离子电池和超级电容器。作者综述了通过构建异质界面、杂原子掺杂、合金化、构筑单原子位点等策略优化纳米结构和组分，开发高效的新型静电纺丝材料以提高能量存储和转换性能。

2、环境应用：静电纺丝纳米材料由于其高比表面积、高导电性以及高选择性和响应性，可以构建电化学传感器有效检测重金属离子和药物残留，从而用于环境修复。

3、健康监测应用：静电纺丝纳米材料具有轻质、高孔隙率、优异的柔韧性、连续的电子通路和生物相容性，往往赋予电化学传感器更高的灵敏度和更快速的响应。通过调整电纺丝材料的结构组分“量体裁衣”，可应用于人体健康检测，实现对健康状况的实时分析。

最后，提出了目前静电纺丝纳米材料制备面临的挑战，并对电纺纳米材料电化学应用的未来发展进行了简要展望。

图1 静电纺丝纳米材料的在燃料电池、金属空气电池、超级电容器及电化学传感器等方面的应用

图2具有代表性的电纺丝纳米材料用于环境修复、药物检测和健康监测

图3金属空气电池中静电纺丝纳米材料的应用

图4 静电纺丝的未来研究方向总结

张洁，四川大学材料科学与工程学院副研究员（专职科研），主要研究方向为功能纳米材料、金属有机框架衍生材料的可控制备及催化机理研究。

于淼，四川大学机械工程学院副研究员，硕士生导师，主要研究方向为特种加工、表界面工程及创新设计与智能设计。

陶舒晖：新加坡国立大学重庆研究院研究员，主要从事单分子器件、静电纺丝增材制造及电催化研究工作。

Zhang J, Yu M, Tao S. Advanced electrospinning nanomaterials: From spinning fabrication techniques to electrochemical applications. Nano Research, 2024, 17(8): 7077-7116. https://doi.org/10.1007/s12274-024-6753-8.