双胞胎，具有极其类似的外表，却有着截然不同的性格和特点，两者互相搭档，往往可以达到事半功倍的效果。实际上，在科技领域也不乏这样的“双胞胎技术”的惊人组合。静电纺丝（E-spinning）和静电喷涂（E-spraying）就是这样一对双胞胎技术。他们都属于电流体动力学 (EHD)的范畴，拥有一样的历史起源、激发机制和仪器设备。然而，基于这两种双胞胎技术合作协作的意义并没有引起研究界的广泛认可和关注。

近日，香港城市大学胡金莲教授团队在国际权威期刊《Matter》上，发表了最新综述论文“Electrospinning and electrospraying synergism: Twins-tech collaboration across dimensions”。作者认为，电纺丝和电喷涂协同作用(EES)作为一种双胞胎技术，对具有先进功能纳米材料的开发具有重要意义，已成为全球的研究热点。通过静电纺丝得到的二维电纺纳米纤维可以被视为材料的“骨架”，而通过静电喷涂得到的0/3D电喷涂微粒子可以被视为材料功能“肉体”。这样一来，骨骼和肉体的协调合作可以实现跨维度的完美协同。

在本综述中，作者首先回顾了静电纺丝和静电喷涂的发展历史，分析了这两种双胞胎技术是如何从统一走向分裂的，以及总结了它们各自本质机制的差异。分析了为什么两种技术具有相同的设备和条件，却得到了性质截然不同的结果（图一）。

图一 静电纺丝和静电喷涂的设备及机理。

然后，作者将静电纺丝和静电喷涂协同作用的模式划分为三类：先电纺后电喷，交替电纺和电喷以及同时电纺电喷。每种合作模式所得的材料特点、优缺点以及潜在应用方向都被详细分析。

接着，在综述重点描述的第三部分，作者从自然环境、能源利用、人体健康和功能膜调控四个方面对技术的研究进展、应用和面临的挑战进行了详细的及系统的归纳与分析，并按照一定的逻辑顺序对每个领域进行分类和讨论（图二）。

图二 EES在自然环境、能源利用、人体健康和功能调节等方面的典型应用示意图。

最后，作者总结了EES技术的优势。值得一提的是，与其他综述不同的是，作者特意提出了基于EES技术的材料设计技术路线，目的是导研究人员如何从初始的产品构思、方法选择、条件优化等一步步走向最终的大规模生产，实现产学研一体化过程（图三）。作者还指明了EES当前面临的三大挑战（概念的普及和统一；理论的深入；设备的升级和合作模式的拓展）和两个未来的发展方向（跨学科协作以及推进工业化进程）（图四）。

该综述的最大意义在于，通过EES相关研究的收集、分类和提炼，使读者和学界认识到了EES技术的巨大潜在价值，这对于未来多功能多尺度微纳米材料的研发具有重要的启示作用。

图三 EES技术路线图。

图四 EES技术的优势、当前挑战和未来发展。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2590238524000092 

人物简介：

胡金莲现为香港城市大学生物医学工程系讲座教授，并担任香港发明创新总会会长、粤港澳大湾区发明创新协会常务副主席。胡教授是斯坦福大学排名前2%的科学家（实际排名0.07%），于2022年当选为美国国家发明家科学院院士、也是英国皇家化学学会、国际先进材料协会、英国纺织协会和香港纺织及成衣学会会士。胡教授还是桑麻科技奖（中国）和美国纤维学会杰出成就奖获得者。1994年胡教授获曼彻斯特大学博士学位，是纺织品和医疗器械形状记忆聚合物材料的先驱， 其究领域涵盖1）智能聚合物/纤维/纺织材料，2）蜘蛛丝和仿生学，3）生物材料和可穿戴设备。她出版了 14 本书和 33 个书籍章节，并在 140 多个会议上担任主题演讲/全体会议发言人和发表了 400 多篇期刊论文。胡教授对行业的影响也很卓著：除了用她的创新成果创办的5家初创企业，她还与约60家本地、区域、国家和国际公司有合作。胡教授拥有100多项专利，并已将20多项转化到产业。此外，由于她在形状记忆聚合物和纤维材料的理论和应用方面的持续影响，曼彻斯特大学于2023年授予她科学博士学位。

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