优化静电纺丝提升纤维电子应用性能

科技日报记者 张梦然

美国宾夕法尼亚州立大学研究团队开发出一种创新制造方法，通过优化静电纺丝纤维的内部结构，显著提升了其在电子应用中的性能。这项技术的出现标志着可穿戴电子设备领域的一次飞跃，也为开发自供电智能服装、健康监测及可持续能量收集技术带来了革命性的突破。

新技术的核心在于一种名为聚偏二氟乙烯—三氟乙烯（PVDF-TrFE）的聚合物。这种材料轻质、柔韧，以其独特的铁电、压电及热释电特性而著称，能够在受到压力、弯曲或温度变化时产生电荷，从而为自供电传感器提供了可能。

研究人员通过调整聚合物溶液的浓度和分子量，改善了纤维的内部结构，使得材料无需高压处理或复杂的后续处理，即可实现低成本、可扩展生产。

该材料的首个应用是制造口罩。由于这种材料能携带电荷，可有效吸引并捕获空气中的细菌和病毒，为佩戴者提供更高级别的防护。这仅仅是其潜力的冰山一角，该材料在传感器和能量收集器领域同样展现出广泛的应用前景。

在此基础上，未来的服装能够实时监测穿戴者的心率、血压等健康指标，甚至在运动时通过收集人体动能来为电子设备充电。这种材料的布状质地使其比传统塑料传感器更加舒适，能够直接融入服装中，实现真正的“智能穿戴”。此外，由于静电纺丝技术非常适合生产大片材，这对于构建高效的能量收集系统尤为重要。

研究团队正积极探索通过后续处理进一步优化材料性能的方法。目前，静电纺丝板材的多孔结构虽然有利于空气流通和轻量化设计，但通过加热和压力使其致密化，可以进一步提高材料的灵敏度和能量输出效率，为未来的应用开辟更多可能性。

总编辑圈点

这项研究中，我们看到了人机交互与日常物品智能化的未来场景：将功能强大的传感与能量收集能力直接“编织”进衣物中。这意味着电子设备不再局限于屏幕与外壳，而是融入生活本身，成为我们身体的延伸。这不仅极大提升了可穿戴设备的舒适性与实用性，更开启了“无感监测”的新时代——健康数据可在日常活动中被持续、无扰地采集，为个性化医疗和疾病早期预警提供坚实基础。它真正实现了科技与人类生活的无缝融合，也搭建了未来物联网和智慧城市的感知神经网络。