根据纳米纤维产业的技术定义范围，产业核心的技术分支静电纺丝纳米纤维，主要由产业上游设备和下游产品应用组成，上游设备则由静电纺丝法所用到的纺丝喷头、供液装置、接收装置、前/后处理装置四大细分方向组成；下游产品应用则主要由电池、生物医用、空气过滤、传感器、水处理、化妆品、服装和包装八大细分应用方向组成。从静电纺丝纳米纤维产业链环节中的全球专利分布图来看，产业链上游专利分布数量占40%左右，略低于下游产品应用专利数量；产业链上游设备中纺丝喷头和前后处理装置成为专利布局重点区域，下游产品应用中电池、生物医用和空气过滤三类产品成为纳米纤维的重点应用领域和专利布局技术方向。

图 3- 1 静电纺丝纳米纤维产业链环节全球专利分布图

图 3- 2 静电纺丝纳米纤维上游设备全球专利分布

从上游静电纺丝设备细分方向：纺丝喷头、供液装置、接收装置和前/后处理装置的申请趋势来看，（其中，前处理单元是指对生产纳米纤维材料的准备工作包含热处理，化学处理等，热处理包含对基材的加热等；化学工艺包含喷涂交联剂等，其他工艺包含表面清洁，施胶等。后处理单元是指对所生产的纳米纤维材料进行热处理，复合等工艺。热处理包含烘干、热风、热轧等，复合工艺包含热轧，超声焊接、施胶等，其他工艺还包含除静电、UV交联，分切等），四个技术分支专利申请最早出现在19世纪20年代，且早期对前处理/后处理装置的研究较多，但后续的50年专利申请量增长平缓，说明该技术在提出后没有得到重视；自1990年后各细分方向研究陆续变多，申请量波浪式增长，尤其在2002年以后专利申请量明显增加，且对纺丝喷头的研究自2010年后明显增加且研究最多，也侧面反映出纺丝喷头的性能在静电纺丝技术产业化进程中起了关键作用。

图 3- 3 静电纺丝下游产品应用全球专利分布

随着静电纺丝上游设备技术的不断完善，纳米纤维批量化生产已经可以满足部分产品的批量使用，在进入上世纪90年以后，美国阿克隆大学Reneker研究小组对静电纺丝工艺和应用展开了深入和广泛的研究，逐渐推动了纳米纤维材料在生物医用材料、过滤及防护、催化、能源、光电、食品工程、化妆品等领域应用的可能性。全球范围内以静电纺丝纳米纤维为基材的下游产品应用主要分布于电池、生物医用、空气过滤、传感器、水处理、化妆品、服装和包装八个细分方向。从各细分应用方向的申请趋势来看，生物医用、空气过滤和电池三大领域专利布局最为密集，间接反映出上述三个细分应用方向产品更为接近商业化。

在生物医学领域，纳米纤维的直径小于细胞，可以模拟天然的细胞外基质的结构和生物功能；人的大多数组织、器官在形式和结构上与纳米纤维类似，这为纳米纤维用于组织和器官的修复提供了可能；一些电纺原料具有很好的生物相容性及可降解性，可作为载体进入人体，并容易被吸收；加之静电纺纳米纤维还有大的比表面积、孔隙率等优良特性，因此，其在生物医学领域引起了研究者的持续关注，并已在药物控释、创伤修复、生物组织工程等方面得到了很好的应用；纤维过滤材料的过滤效率会随着纤维直径的降低而提高，因而，降低纤维直径成为提高纤维滤材过滤性能的一种有效方法。静电纺纤维除直径小之外，还具有孔径小、孔隙率高、纤维均一性好等优点，使其在气体过滤（空气过滤）、液体过滤（水处理）及个体防护等领域表现出巨大的应用潜力；静电纺纳米纤维具有较高的比表面积和孔隙率，可增大传感材料与被检测物的作用区域，有望大幅度提高传感器性能，因此在传感器方面的应用也有大量的专利申请；在化妆品领域的研究则主要集中在纳米纤维功能面膜的研究和应用。