工业化的快速发展导致空气中的颗粒物污染急剧增加，这对环境和人类健康构成了严重威胁，引起了全球的关注。[1,2] 主要的污染源包括工业粉尘、车辆排放、化石燃料燃烧、家庭用煤燃烧以及野火产生的烟雾。[3,4] 自然产生的污染物，如花粉、细菌、微生物和携带病毒的气溶胶，也加剧了整体污染程度。[5] 其中，颗粒物（PM）根据粒径大小分为PM10（<10 μm）、PM2.5（<2.5 μm）和PM0.3（<0.3 μm）。[8,9] 尽管鼻腔可以过滤掉较大的颗粒物，但更小和超细的颗粒物容易深入肺部。长期暴露在高浓度的颗粒物环境中会对呼吸系统和心血管系统造成严重损害，增加患哮喘和慢性阻塞性肺病（COPD）等疾病的风险。[10],[11],[12] 据估计，每年因颗粒物污染导致的过早死亡人数超过50万。[13,14] 应对空气污染的有效措施包括产业结构调整、投资清洁能源以及制定更严格的法律法规，这些都需要长期的努力和多方面的协作。[15] 目前，空气净化技术是治理雾霾污染最直接和有效的方法之一，其目标在于降低工业废气和环境空气中的颗粒物浓度。
开发有效的颗粒物去除方法一直是空气净化领域的研究重点。[16,17] 过滤最小颗粒物的能力是评估整体过滤性能的关键指标。[18] 使用旋风分离器、沉淀池或洗涤器可以较容易地去除较大颗粒物（直径>10 μm），但传统的空气过滤方法在去除细颗粒物（<10 μm）方面效果较差。[19] 静电除尘器虽然能有效去除PM10，但成本较高且可能产生臭氧等二次污染物；其捕获PM2.5的效率还受到颗粒物大小、电荷状态和材料导电性等因素的限制。超细颗粒物（如PM0.3）对环境和人类健康构成重大威胁，且极难高效去除。因此，迫切需要开发专门针对细颗粒物的先进空气净化膜。[21] 纤维膜制造技术的进步显著推动了空气净化领域的发展，提供了性能可调、应用范围广的材料。[22,23] 熔融吹制技术是生产用于空气净化膜的常见方法，通常使用聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚酰胺（PA）和聚氨酯（PU）等聚合物制成，这些材料具有细纤维直径和小孔径的特点。[26,27] 然而，这类材料在实现高效空气净化方面存在显著局限性。
纤维过滤材料的一个基本挑战是效率与阻力之间的权衡：效率提高往往会导致孔径减小，从而增加空气流动阻力，这虽然增强了细颗粒物的拦截和吸附能力，但也限制了空气流速和通量，增加了能耗。[28,29] 在空气净化领域，静电纺纳米纤维因其极细的直径、高的表面积比、互连的孔隙网络以及优异的形态可控性而成为有前景的选择。[30],[31],[32] 静电纺过程是将聚合物熔体或溶液施加在强电场中，使其拉伸并形成延长的纤维。这项技术能够一步制造出具有可调结构和组成的纤维膜，从而在不显著增加空气流动阻力的情况下提高颗粒物捕获效率。[33,34] 研究表明，具有压电或摩擦电特性的静电纺纳米纤维膜可以通过静电作用显著增强对细颗粒物的吸附能力。此外，这类功能性纤维膜还能将呼吸运动转化为可测量的电信号，实现实时健康监测，并为集成式智能个人防护系统的发展铺平了道路。[35]
过去十年间，人们对利用压电和摩擦电效应的智能可穿戴空气净化系统表现出日益浓厚的兴趣。尽管已有大量文献讨论了静电纺纳米纤维在空气净化中的应用，[36,37] 并涵盖了具有不同结构、材料和功能特性的纳米纤维膜，[38],[39],[40],[41] 但基于压电和摩擦电发电效应制备的静电纺纳米纤维在智能可穿戴空气净化领域的应用却相对较少。本文旨在填补这一空白，综述了用于可穿戴、能量收集空气净化系统的压电和摩擦电静电纺纳米纤维膜的最新进展（见图1）。首先简要介绍了空气净化的基本原理和关键评估指标，随后介绍了静电纺纳米纤维材料的制备方法，并探讨了其结构特性对空气净化性能的影响。本文重点分析了自供电智能可穿戴系统的发展情况，将其分为利用压电效应和摩擦电效应的系统，并总结了该领域的最新进展及面临的挑战和机遇。
