自从1934年Formhals的第一个高压静电纺丝设备专利问世以来，我们已经走过了80年的历程。人们在努力着、奋斗着，使得高压静电纺丝技术不断地发展和完善。这一发展主要涉及到高压静电纺丝设备的纺丝效率问题，这是保障纳米纤维能够走进应用的基本保障。

不言而喻，高压静电纺丝高效性与纺丝装置的有效有关。通常，该装置包括三个组成部分：喷丝头、高压电源、接收板。其中，喷丝头的类型是决定高效率的关键。根据已报道的喷丝类型，我们可以把它们分为点发射、线发射和面发射，它们又可以进一步被分为高压静电式和辅助高压静电式。

人们最常采用的是点发射（即针头式），它是通过增加喷头的数量来提高纺丝效率的，针头数目从几个至上千个不等，为了进一步提高效率，人们还采用了压力泵和负压等辅助方式，通过压力或气流辅助等手段实现高效率纺丝；线发射是通过场强最大化来提高纺丝效率的，它包括直线型、圆盘式、螺旋型，显然是发射线越长发射效率越大；而面发射多指无针头发射技术，是通过扩大发射面积来提高纺丝效率的，外力（如：离心力、磁扰动、超声波、气泡）附加时，纺丝效率会大大提高。

问题是哪一种装置的纺丝效率会更高？它同时又具有实用性和成本低等优点？我们可以把高压静电场下，在射流刚要运动的一瞬间，点（针头）—接收平板间和柱（辊或线）—接收平板间的近似最大电场强度Em可以分别写作：

公式：

设施加的电压U是30 kV，对电极间的距离d是200 mm，单喷嘴的半径r是1 mm，面的半径（辊式）r是150 mm，线发射的半径（狭缝）r是0.25 mm，经上述公式计算，它们的最大电场强度分别为：Emd≈270 kV/cm，Emx≈160 kV/cm, Emm≈6.7 kV/cm （d: 点发射；x：线发射；m: 面发射）。可见点发射的电场强度最大，面发射的最小，线发射位于其中。在单位时间和单位面积上的相应纺丝效率也遵循这个顺序：点发射>线发射>面发射。当施加辅助外力时，纺丝效率将有所提高。我们通过高压静电梭、电子梭、动态电子梭、气动梭的发明来证实这一结论。

高压静电梭（专利号：ZL201110041949.2）属于线发射的一种，利用了狭缝容器边缘效应。当纺丝液靠重力溢至喷口边缘时，就会形成大量的泰勒锥，导致射流快速发射和劈裂。纺丝液靠自身的重量，发生溢流，导致液体的不断供给，构成连续纺丝。当梭口尺寸为14 mm(长)×0.5 mm（宽）的狭缝、电压30 kV、接收距离为120 mm时，PVP的纺丝效率0.01 g/分钟，平均直径为350 nm。

高压静电电子梭（专利号：ZL201110217431.x）属于辅助式面发射范畴。它把高压静电纺丝技术与超声波技术相结合，使得高压纺丝液面发生扰动，从而形成大量的泰勒锥以及射流，适合于极性相对小的纺丝溶液（如：DMF、乙醇、ＴＨＦ溶剂等）。当电压70 kV，接收板距离33.5 cm，10mlPVP在8分钟内纺丝完毕，纺丝效率约0.043g/分，平均直径为300 nm。

高压静电动力梭（申请号：CN201410094376.3）属于辅助式单喷头技术。让电纺丝溶液通过气压原理进入喷丝管，同时施加高压静电场和超声波，在空气的作用下纺丝液快速喷出。纤维膜均匀，效率很高。在纺制25%的PET三氟乙酸溶液时，电压为80kV，接收板高度33.5cm，纺丝效率0.08g/min，平均直径为200nm。

在我们的研制范围内，纺丝效率是从静电梭到动力梭不断增加的。但是，不要忘记，依据高分子种类的不同，纺丝效率还是不一样的。