综述：钙钛矿基功能纤维与织物的研究进展：迈向智能化、可持续与可穿戴技术

本综述系统探讨了钙钛矿材料在功能纤维与织物中的前沿应用，重点聚焦其发光（luminescence）、发电（power generation）、传感（sensing）、检测（detection）及催化（catalysis）五大领域的突破性进展，同时剖析了材料在湿度、热、紫外线（UV）辐射下的不稳定性挑战，并展望了无毒化替代、纳米材料（nanomaterials）/导电聚合物（conductive polymers）复合体系及规模化制备技术的未来方向。

　　

材料特性与纤维化创新

钙钛矿材料因其卓越的光电特性（如高光吸收系数、可调带隙、长载流子扩散长度）及溶液可加工性，成为纤维基功能器件的理想候选。研究通过静电纺丝、模板辅助合成及原位生长等技术，成功将钙钛矿纳米晶（PNCs）嵌入聚丙烯腈（PAN）、聚己内酯（PCL）等聚合物纤维中，形成具有柔韧性与机械强度的复合纤维。例如，甲基铵卤化铅钙钛矿（MAPbX₃）纤维在蓝绿光区域发光量子产率（PLQY）超过80%，为柔性显示与照明奠定基础。

发光与显示应用

钙钛矿纤维在可见光与近红外区域呈现高色纯度发光，通过离子掺杂（如铯⁺、铕³⁺）可实现多色发射。纤维结构的光波导效应进一步增强了信号传输效率，其光学损耗率低于0.5 dB/cm，适用于织物内嵌式显示与生物成像。例如，锡（Sn²⁺）替代铅（Pb²⁺）的钙钛矿纤维有效降低了毒性，同时保持>60%的发光效率。

能源收集与发电

钙钛矿纤维太阳能电池（FPSCs）通过涂覆或编织工艺集成于纺织品中，其光电转换效率（PCE）已达15.2%（基于TiO₂/MAPbI₃异质结）。纤维状摩擦纳米发电机（F-TENG）利用钙钛矿的压电特性，将机械能转化为电能，输出功率密度为3.2 W/m²，可为可穿戴传感器供电。

传感与检测性能

钙钛矿纤维对湿度、温度、紫外光及生物分子具有高灵敏度响应。溴化铅钙钛矿（CsPbBr₃）纤维在85%湿度下荧光猝灭率超90%，可用于呼吸监测；甲基铵碘化铅（MAPbI₃）纤维的电阻随紫外线强度呈线性变化，适用于户外紫外指数实时预警。此外，功能化纤维可检测多巴胺、葡萄糖等生物标志物，检测限低至0.1 nM。

催化与环境治理

钙钛矿纤维的光催化活性显著，例如钴掺杂钛酸锶（SrTiO₃）纤维在可见光下降解有机污染物的效率达95%（120分钟），其大比表面积与多孔结构促进了反应传质。铜基钙钛矿（LaCuO₃）纤维还可催化CO₂还原，甲烷产率为28.7 μmol/g·h。

挑战与未来方向

当前钙钛矿纤维面临环境稳定性（湿度、热、UV）与毒性（铅泄漏）的核心瓶颈。研究提出多种策略：封装技术（如原子层沉积Al₂O₃涂层）、全无机钙钛矿（CsPbX₃）开发、以及二维/三维异质结构建。未来需聚焦无毒元素（锗、铋）替代、纳米纤维素/导电聚合物复合增强柔性，以及滚筒印刷、微流体纺丝等规模化工艺创新，以推动智能纺织品产业化。