静电植技术虽传统上应用于大规模工业制造领域，但近年来作为先进功能材料领域的新型制备方法重新受到关注。这种复兴不仅源于其低成本优势，更因其能在新兴领域构建与先进材料相关的后加工结构。这类结构具有高长径比特征，通过控制取向可实现多种宏观微观形态的调控，从而为不同材料在各类应用中的性能优化提供精准匹配方案。
特别值得一提的是，纤维取向的高度可调性使其能够适应不同应用场景的性能需求。首先，通过调控静电植中的纤维取向，可制备孔隙尺寸可调的多孔结构，这在组织工程和超级电容器等应用中显著提升了效率。其次，经典的垂直取向结构能带来多种各向异性优势，包括增强的导电性、导热性和润湿性。此外，垂直排列在基底上的高长径比纤维能显著提升对外界刺激的响应速度和灵敏度。平行排列的纤维通过“光阱效应”增强表面反射。通过调控取向，还能直接改变表面粗糙度，从而影响摩擦系数。最后，定向排列的纤维可作为材料内部的支撑层，从而增强植绒纤维沿轴向的抗拉和抗压性能。
然而，静电植绒仍然面临一些挑战。 1) 植绒纤维的粘合主要取决于施加在基材上的粘合剂。这些粘合剂的结合强度对植绒纤维在实际使用中的长期结构稳定性至关重要。2）静电植绒纤维的垂直取向精度和空间均匀性仍不甚于其他制造技术，如3D打印，特别是当纤维相对较长时，容易塌陷或弯曲。
因此，根据近期的研究进展，提出以下建议，如图14所示。
1) 新型植绒材料探索：当前静电植绒材料主要聚焦于一维纤维材料（如聚合物纤维、碳纤维）或纳米管。因此，其他功能性纤维材料——例如光/热响应性纤维材料、金属纳米棒等——可通过静电植绒技术构建阵列结构，这可能使植绒材料获得新功能，例如受飞虫肌肉启发的软体『机器人』️，或受向日葵启发的光追踪太阳能蒸发器。此外值得注意的是，目前仅有一项研究报道了氮化硼薄片在环氧树脂中排列整齐以提升导热性，但其阵列效应仍不尽如人意。通过调节二维薄片的表面电荷分布，是否可以通过静电飞行动态来实现更好的二维薄片排列结构，有待进一步研究。
2) 新型植绒结构的探索：目前报道的植绒材料仅限于通过粘合剂使植绒纤维随机排列在平坦基底上的模式。在现有技术中，虽然可以控制纤维的取向排列，但要实现精确的位置排列仍存在技术瓶颈。不过，自然界中许多纤毛结构——比如人类鼻腔、蒲公英叶片或呼吸道纤毛等——都具有不同曲率的表面特征。这些自然界的范例启发我们探索在弯曲表面或圆柱体内壁上构建仿生纤维的可能性。此外，通过调整粘合剂的分布模式，还能为基底材料设计出更复杂的图案结构。
3) 探索新应用方向：不同的绒毛结构通常对应着不同的功能与应用场景。通过将具有独特图案设计的植绒材料与绒毛结构相结合，结合更自然的蓬松形态，有望实现更卓越的仿生及其他功能性应用效果。例如，利用静电植绒技术模拟蒲公英的蓬松结构来制造微型飞行器，正是这种仿生学原理的生动体现。通过静电植绒技术构建定向倾斜阵列，可模拟蝴蝶翅膀上的多米诺骨牌式光子纳米结构，从而实现结构色彩效果。该技术还能在宏观尺度上复现小肠微绒毛的结构特征，为过敏反应模拟提供逼真环境。这项技术具有发展为细胞传感器的潜力。
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[114] 赵宇，刘志，史鹏，陈晨，阿尔赛德，严燕，赫翔，《自然·材 料》2025卷第24期。 [115] L.天、L.汉、F.王、H.沈、Q.李、L.朱、S.陈，《先进能源材 料》2024年第24卷。 [116] 刘勇、李峰、邱璐、杨科、李琦、郑翔、胡浩、郭涛、吴晨、 金涛，《ACS Nano》2019年第13卷。[117] T. S. Kustandi、H. Y. Low、J. H. Teng、I. Rodriguez和R. Yin在Small期刊2009年第5卷。[118] D. Jiang，K. Sheng，H. Jiang，L. Wang，《生物电化学》 2026年第142卷。[119] H. J.尹、D. H.金、W.崔、U.汗、T. Y.金、T.金、S. W.金， 《纳米能源》2019年第63卷
