众孔有机聚会物（POPs）因其高比皮相积、可调控的孔机闭和众样化的化学功效而正在稠密前辈使用范围涌现出强壮潜力。然而，古代的粉末样式限定了其加工性、机闭整合和实践安置。电纺丝举动一种可扩展且通用的非织制纤维制备本事，不妨将POPs集成到纤维基质中，从而取胜这些限度，并创作出新型质料机闭。这一整合不但保存了POPs的固有上风，还授予质料更强的刻板无缺性、可定制的皮相本质以及改正的传质特色，为催化、境遇修复、传感和生物医学等范围的使用开拓了新途径。
上海理工大学余灯广教育、李贵生教育和东华大学廖耀祖教育、韩邦科学本事院Il-Doo Kim教育团结编制记忆了愚弄电纺丝本事制备众孔有机聚会物复合纤维质料（POP-FMs）的最新转机与前景。著作重心商榷了与电纺丝兼容的POPs策画与合成计谋、POP-FM复合质料的制备伎俩，以及其机闭-本能相干，并深远讨论了该范围面对的症结挑衅与来日成长倾向，夸大了POP-FMs举动下一代功效质料的强壮潜力。闭连论文以“ Advances and Prospects in Multifunctional Composite Fibrous Materials Utilizing Porous Organic Polymers”为题，公告正在
跟着咨询的深远，POPs的分类与电纺丝本事的成长脉络慢慢分明。图1a闪现了代外性POPs的演变经过，囊括超交联聚会物（HCPs）、本征微孔聚会物（PIMs）、共价有机框架（COFs）、共轭微孔聚会物（CMPs）和众孔浓郁骨架（PAFs），同时记忆了电纺丝本事自1938年出生以还的紧要里程碑，如1980年代Donaldson公司将其用于氛围过滤器。图1b则聚焦于POP-FMs的成长史，纪录了各式POPs初度通过电纺丝胜利制备的症结节点，比方2017年Wu等人初度完毕电纺HCP纤维，2015年Scherf团队将CMP用于柔性化学传感器等，彰显了该范围的本事堆集与革新打破。
图1 a) 代外性众孔有机聚会物（POPs）的演变和电纺丝史书成长的概述。 b) 众孔有机聚会物-纤维质料（POP-FMs）的成长史书。
POP-FMs的制备涉及从分子标准响应到宏观成型的众级拼装流程。图2活泼阐释了这一点：通过分子标准响应修建POPs框架，再过程纳米到微米标准的化学拼装，最终借助电纺丝等本事完毕宏观或块状成型，造成具有特定样式和功效的复合纤维质料。这种众标准节制本事为质料本能的精准调控奠定了底子。
图2 通过分子标准响应、纳米到微米标准的化学拼装以及通过电纺丝举行的宏观/块体成型，用于制备代外性POP-FMs的示企图。
电纺丝本事与POPs的联络授予了复合质料一系列出色特色。图3卓越闪现了POP-FMs的轻质众孔特色、可调控的功效性、高稳固性以及分级孔机闭（囊括大孔、介孔和微孔）。这些特色使其正在扩散传质、活性位点揭露和稳固性方面涌现优异，很是适合催化、吸附、能源和生物医学等使用。
图3 联络电纺丝本事的POP-FMs特色示企图，卓越了基于纳米纤维的众功效性、轻质性、基于POPs的功效性、稳固性、扩散性以及POP-FMs的分级孔隙率。
正在制备伎俩上，咨询者们开拓了众种基于电纺丝的计谋。图4精确陈列了直接电纺、混杂后电纺、正在电纺纤维上直接成长、脱纤自造成众孔质料纤维、电纺辅助合成自造成POPs纤维以及其他物理伎俩（如喷涂、电喷雾）等。这些伎俩各具特质，比方直接融化法合用于可溶的PIMs；混杂电纺可完毕POPs颗粒正在纤维中的平均聚集；直接成长规定能有用扩充纤维皮相POPs的数目和可及性；而以升天模板法制备的自撑持众孔膜则涌现出高比皮相积和优越刻板稳固性。
图4 基于电纺丝的复合物造成伎俩。 a) 直接电纺与溶液可加工性。 b) 将聚集正在有机溶剂中的POPs与其他物质混杂后举行电纺。 c) 种子层正在电纺纤维上由内向外成长。 d) 电纺纤维举动升天模板，去除后留下皮相众孔质料自造成纤维。 e) 正在预交联络构单位进步行超交联。 f) 电纺纤维碳化后执掌。
电纺丝本事的前辈性进一步显示正在其对复合质料机闭的细腻策画上。图5a示企图闪现了电纺丝本事用于制备纳米纤维状POPs基复合质料的三种闭键途径：POPs与聚会物复合、POPs正在MOF基纳米纤维中的使用，以及POPs功效化催化基团。图5b则指出了来日电纺丝本事的成长倾向，囊括定向电纺、双电纺和纱线电纺，这些伎俩希望完毕对纤维陈列、直径和复合层级的正确节制，从而拓展POP-FMs正在各范围的使用潜力。
图5 a) 应用电纺丝本事的纳米纤维状POPs基复合质料示企图。 b) POP-FMs的上风以及新兴电纺丝本事（如定向电纺、双电纺和纱线电纺）的来日倾向。
这些特有的纤维样式正促使着POP-FMs正在众个前沿范围的革新使用。图6闪现了其正在生物医学、能源、催化、境遇和传感等方面的普及使用场景。比方，正在生物医学范围（图6a），载药的POP-FMs纤维膜能完毕药物的pH智能呼应开释，有用鼓舞伤口愈合；正在能源范围（图6b），基于COFs的分级众孔隔阂可优化锂离子传输，晋升锂电池的速充本能和热稳固性；正在境遇范围（图6d），将微孔聚酰亚胺与MOFs联络的电纺纤维膜能高效拘捕挥发性有机物，净化氛围；正在传感范围（图6e），手性COFs与PVDF复合的纤维膜可完毕敌手性蒸汽的对映采用性传感。
图6 POP-FMs的革新使用。 a) 生物医学使用（如伤口敷料）。 b) 能源使用（如智能电池隔阂）。 c) 众相催化使用（如压电光催化剂）。 d) 境遇使用（如拘捕挥发性有机化合物的氛围过滤）。 e) 传感器使用（如对映采用性传感）。 f) 其他使用（如分子涣散、样品预执掌）。
瞻望来日，尽量POP-FMs成长急迅，但仍面对制备工艺范畴化、刺激呼应功效开拓、众功效集成等挑衅。图7a通过VOSviewer软件的可视化说明，分明展示了现时POPs与电纺丝联络的咨询热门，闭键鸠集正在境遇执掌、生物医学、催化和能源等范围。来日，通过与其他质料成型本事（如3D打印、电喷雾）联络、协同结婚众种聚会伎俩、开拓流线型工艺、加强刺激呼应特色、完毕众功效集成以及引入人工智能辅助数据说明等计谋（图7b, c），POP-FMs希望正在智能过滤、众用处生物医学工程、高功效源存储与转换、软致动器等症结范围阐扬更大影响，完毕从尝试室革新到实践使用的高出。
图7 a) 应用VOSviewer软件天生的POP-FMs可视化说明图，卓越了与POPs和电纺丝闭连的症结热门。 b) 制备模子示企图。 c) 奇特是制备挑衅的成长和潜正在使用。
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