在過去的二十年中，柔性電子產品因其獨特性質在電子皮膚、人機界面、柔性顯示、可穿戴設備、便攜式能源裝置和植入式器械等領域的眾多潛在應用而備受關注。電紡纖維具有優異的力學性能和可調控的物理化學性能，在用于制造新興的柔性電子產品方面展示出巨大的前景。本文全面回顧了基于靜電紡絲的柔性電子（圖1），包括電紡技術簡介、電紡纖維多樣性、電紡纖維電子器件集成策略和各種器件平臺（包括電極、電阻、電容、壓電/ 摩擦電、電化學和晶體管等類型）。這些基于電紡纖維的柔性電子器件可以集成多種傳感模式、無線通信、自供電和熱管理功能。得益于電紡纖維優異的柔韌性、堅固性、高孔隙率、多樣化的纖維形態和組裝形式、重量輕、制備成本低等眾多優點，電紡纖維柔性電子產品在個人醫療保健和人體監測方面發揮著越來越重要的作用，可用于生物物理信號、生化信號和電生理信號檢測，并可作為植入式器件促進細胞和組織再生。文章結尾，作者對現階段工作進行了總結，并對電紡絲纖維的柔性電子領域的發展進行展望。 

　　圖1. 電紡纖維柔性電子性質、類型及應用示意圖 

　　靜電紡絲廣泛用于制備具有非凡性能的超細纖維，其制備獲得的纖維產品具有高表面積、高孔隙率、柔韌性和結構多樣化等優點，廣泛應用于組織工程、藥物控釋、水處理、光電器件、儲能器件和柔性電子等眾多領域，受到學術界和工業界的極大關注。自從2000年，發表的關于靜電紡絲的文章已超過5萬篇。于此同時，柔性電子產業迅速發展。在過去的二十年里，發表的關于柔性電子的論文已超過3萬篇。特別是最近10年，電紡纖維柔性電子發展迅速，并且呈現持續迅速發展勢態，在2022年，發表的關于電紡纖維柔性電子的研究占比柔性電子整個領域超過2.5%。然而，關于電紡纖維柔性電子的高水平綜述文章依舊缺乏。為了填補該空缺，本文從電紡技術與電紡纖維制備、器件平臺、功能集成和應用方面詳細總結電紡纖維柔性電子的研究進展。 

　　作者將電紡纖維柔性電子的發展分為四個階段：在第一階段（2000-2012年），研究人員主要專注于導電電紡纖維的制備和電學性能調控。2012年至2016年（第二階段），納米生物電子支架、納米纖維加速度計、可拉伸晶體管、柔性太陽能電池等基于電紡纖維的新型柔性電子器件開始進入人們的視野，并因其優異的性能而受到越來越多的關注。通過前兩個階段的發展，電紡纖維柔性電子在第三階段（2016-2020）在材料和器件原型方面取得了重大進展。在此階段，科研人員探索了許多新穎的柔性電子設備，并在各種應用場景中對其性能進行了很好的檢驗，例如用作可穿戴電子設備或植入式電子器件。這些柔性器件包括超薄納米纖維網柔性器件、全纖維電子器件、基于單纖維的人工突觸、心臟電子貼片等。自2020年以來（第四階段），基于電紡纖維的電子產品在發表的文獻數量和設備性能方面都取得了爆炸性的進步，并且這種快速的進步仍在繼續之中。 

　　電紡纖維的成分具有多樣性，可以通過聚合物、小分子、膠體和復合材料加工制備，使其物理和電學性能根據具體應用具有高度的可調節性。在柔性電子器件中，電紡纖維可用作不同組件成分，如導電元件、基底材料、增強成分，甚至是構建全纖維結構器件。此外，受益于電紡纖維的多樣化結構（例如，多孔、空心、核-殼、多通道和納米帶）及其組成多樣（例如，單纖維、紗線、對齊纖維、隨機纖維、纖維墊和 3D 多孔結構）, 電紡纖維使得柔性電子器件具有一系列特殊優勢，包括柔韌性、透明性、導電性、透氣性、自愈能力和耐洗性，賦予設備高性能和某些獨特的功能?；陟o電紡絲纖維的電子產品可以作為不同的平臺，包括拉伸電極、電阻傳感器、電容傳感器、摩擦/壓電傳感器、晶體管、納米發電機和植入式設備等，用于監測一系列人體活動、電生理信號、生物分子信號，實現隨時隨地獲取個人健康信息。 

　　文章共包含六個章節：第一章為背景介紹，第二章為靜電紡絲技術和電紡纖維，第三章關于電紡纖維柔性電子平臺，第四章關于電紡纖維柔性電子器件的功能集成，第五章關于電紡纖維柔性電子的應用場景，第六章為總結和展望。 

　　在背景介紹中，作者介紹了電紡纖維柔性電子研究背景。隨著科學技術的進步，電紡纖維柔性電子受到人們的關注迅速上升。經過近二十幾年的發展，無論器件形式還是器件性能都獲得了巨大的進步（圖2）。電紡纖維的眾多特性賦予了柔性電子獨特的應用優勢，使其可廣泛應用于健康檢測各個方面。 

　　圖2. 過去二十年電紡纖維柔性電子重要研究進展   

　　靜電紡絲技術和電紡纖維章節中，作者介紹了靜電紡絲技術發展簡史、靜電紡絲技術原理（圖3）、不同靜電紡絲方法、用于制備電紡纖維的材料、電紡纖維結構多樣性和電紡纖維的規?；苽浼夹g。其中，用于制備電紡纖維的材料種類多樣，包括聚合物、小分子、膠體和復合材料。 

　　圖3. 靜電紡絲裝置及原理示意圖 　　  

　　電紡纖維柔性電子平臺章節中，作者首先介紹了電紡纖維用作柔性電子平臺具有多重優點，包括材料多樣性、纖維形貌多樣性、大比表面積、柔韌性、透氣性等。接著，介紹了電紡纖維用于制備柔性電子的制備策略，可用作柔性電子的基底材料、增強成分、電活性成分，甚至用于制備全纖維結構器件。電紡纖維組裝體具有結構多樣性特點，柔性電子器件可基于其單纖維結構、紗線結構、二維纖維網絡結構、三維纖維網絡結構、纖維復合水凝膠，制備的柔性電子具有結構多樣性（圖4），極大豐富了電子器件的結構類型，滿足不同場景的應用需求，如拉力、壓力、溫度、濕度、氣體和電化學傳感等。 

　　圖4. 基于不同結構纖維組裝體的柔性電子 　  

　　電紡纖維柔性電子器件的功能集成章節中，作者介紹了電紡纖維柔性電子器件的功能集成，包括多模態（圖5）、自供能、無限通訊功能、熱管理、自清潔和生物相容性功能的傳感裝置和系統。上述功能的集成，有利于電紡纖維柔性電子更好地滿足實際應用需求。 

　　圖5. 多模態電紡纖維傳感器及傳感系統 

　　電紡纖維柔性電子具有眾多應用場景，該章節中，作者重點介紹了用于人體生物物理信號、生物化學信號、生物電信號（圖6）的檢測和作為植入式生物電子用于促進細胞和組織再生。 

　　圖6. 電紡纖維柔性電子用于生理電信號檢測 

　　在總結和展望中，作者表示，雖然電紡纖維柔性電子已經取得了巨大進展，但是仍舊面臨諸多挑戰，例如，直接制備高導電纖維、纖維器件的長期穩定性、功能集成和規?；苽涞?。解決上述問題，實現電紡纖維柔性電子器件服務于人們日常生活依然還有很長的路要走。 

　　該綜述論文以Electrospun Fiber-Based Flexible Electronics: Fiber Fabrication, Device Platform, Functionality Integration and Applications為題，發表在材料科學頂級期刊Progress in Materials Science上。中科院蘇州納米所張珽研究員為該綜述通訊作者，高強博士后為該論文第一作者，共同作者還包括靜電紡絲領域著名學者德國拜羅伊特大學的Seema Agarwal教授和Andreas Greiner教授。該研究得到了國家杰出青年科學基金、國家自然科學基金面上項目和中國博士后科學基金面上項目（第72批）的資助。 

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