一、研究背景

随着化学工业和高分子材料的迅速发展，纳米纤维以其优异的热稳定性、力学性能、电子传输性和导电性，打破了传统服装和家纺的局限，在医疗卫生、环境、能源等高科技领域得到了广泛的应用。静电纺丝技术相对于模板合成（纤维连续性低、批量难）、熔体吹炼（纤维力学性能弱）、相分离（工艺可操作性差、制备周期长）]等技术的突出优点在于，所获得的纳米纤维膜可以通过多种技术同时制备和调控，在多个领域具有巨大的潜力。由于其高分子量、单糖组成、分支性质和修饰特性，由糖苷键连接的醛糖或酮糖制成的天然多糖是特别有趣的材料。淀粉、壳聚糖（CS）、纤维素等可再生、可生物降解的无毒多糖被用于制备多孔纳米纤维膜，并应用于医药、包装、感官等领域，成为静电纺丝技术的新宠，具有安全、现代、绿色、可持续的发展规划。同时，多糖具有多种生物活性，如免疫调节、抗肿瘤、调节肠道菌群、抗氧化等，这些活性与多糖结构中含有的几个官能团（羟基、氨基、羧基）密切相关。

近年来，多糖以其量大、加工成本低、无毒、稳定、水溶性强、生物活性丰富等优点，成为纳米医学领域最具应用前景的生物材料之一。研究人员对静电纺丝天然植物多糖纳米纤维膜进行了大量的研究。Wang等人利用金属有机骨架（MOFs）高比表面积、孔隙率大、结构可变、可调节、通道可修改等优点，将MOFs与CS/聚乙烯醇（PVA）混合制备复合膜，显示出令人满意的物理性能和抑菌效率（对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达到99%）。作为柔性传感领域的新兴角色，Wang等人逻辑地列出了受生物材料和结构，特别是纤维素和丝基材料启发的高性能柔性拉伸传感器，并对活性物质、柔性基底和功能材料在传感领域的作用进行了合理的描述和讨论。充分利用热塑性聚氨酯（PU）的弹性特性，研制了一种具有柔性、延伸性、透气性和防汗性良好的三层Hamburg结构的全纳米纤维离子触觉传感器，用于膝关节运动监测。

虽然静电纺丝制备纳米纤维和纳米纤维材料的应用范围相当广泛，但专门针对静电纺丝多糖的综述却相对较少。因此，本文对静电纺丝技术进行了全面的介绍，并对静电纺丝多糖基纳米纤维在各个领域的最新贡献进行了总结和讨论。在此，希望能充分发挥多糖的优势，进一步促进静电纺丝技术在利用丰富的天然多糖方面的拓展（图1）。

二、摘要

静电纺丝技术掀起了一股潮流，引起了广泛的研究领域的关注，得益于纳米纤维的增强，该技术取得了突飞猛进的进展。通过静电纺丝设备连续生产的纳米纤维具有更大的比表面积和更高的孔隙率，在许多领域发挥着不可替代的关键作用。结合多糖天然结构特性的可降解性和相容性，电纺丝多糖纳米纤维膜逐渐渗透到生活领域，帮助过滤空气污染颗粒和水污染物、治疗伤口、保持食物新鲜、监测电子设备等，从而提高生活质量。通过对多糖基纳米纤维膜在特定领域的评价，综合总结了现有静电纺丝技术，重点介绍了以淀粉、壳聚糖、纤维素为代表的多糖基纳米纤维在不同领域应用的最新研究进展。最后简要讨论了静电纺丝的优点和缺点，并对多糖纳米纤维膜的应用前景进行了展望，为时代的进步奉献了美好的期待。

三、结论

本文对静电纺丝设备制备的多糖基纳米纤维膜在各个领域的广泛应用进行了详细的总结和评价。实现了纳米纤维的可控性，为纳米材料的多向、多功能利用提供了精确的指导。根据本文提出的理论，静电纺丝技术将向前发展，并与高分子化学、电学、医学等学科相结合，构建多种功能多糖纳米材料，实现其在众多领域的应用。

然而，尽管在制造静电纺纳米纤维方面取得了令人印象深刻的进步，但仍有许多缺陷需要修复，以加速从实验室到工业再到生活的过渡。本文对静电纺丝技术和静电纺多糖的研究现状进行了综述，并提出了一些合理的假设，以帮助未来静电纺纳米材料的发现和应用。

1.静电纺丝的机械稳定性较弱，成品率低，会造成一定的环境和能源问题。研究或实施新技术，创造独特耐用的材料，是提高静电纺纳米纤维产量的关键。

2.静电纺丝纳米纤维膜的性能，特别是纳米纤维的力学性能，受到多糖固有结构特性的制约，对多糖进行适当的改性可能是明智之举。

3.由于一些用于静电纺丝的多糖，如半乳甘露聚糖、透明质酸和PUL的天然产率较低，因此有必要扩大电纺丝多糖作为未来纳米材料的选择范围。

4.单轴共混静电纺丝是目前纳米纤维膜研究的主要方法，无针、多针等方法有待进一步发展。电纺丝多糖可以扩大多糖膜产品的功能和潜在市场，特别是在能源领域。

图1.电纺丝多糖纳米纤维在不同领域的应用示意图。

图2.(a)典型静电纺丝装置。(b)改进的静电纺丝装置。