2024-04-17 14:32:05
4月9日記者獲悉，南昌大學(xué)國際有序物質(zhì)科學(xué)研究院教授湯淵源與東南大學(xué)等機(jī)構(gòu)科研人員合作，制備了具有大壓電響應(yīng)的可生物降解鐵電分子晶體。這一成果不僅為瞬態(tài)植入式電子醫(yī)療器件提供了有潛力的候選材料，也為分子壓電材料在人體健康領(lǐng)域應(yīng)用開辟了新的重要出口。相關(guān)研究成果日前在《科學(xué)》上發(fā)表。
當(dāng)前，人們對醫(yī)療健康的需求日益旺盛。植入式壓電生物醫(yī)學(xué)器件的研究蓬勃發(fā)展，有望幫助人們提升生活質(zhì)量。目前，壓電應(yīng)用主流材料主要包括無機(jī)鐵電陶瓷和鐵電聚合物。然而，這些傳統(tǒng)材料存在的一個顯著問題就是它們不可生物降解。這意味著，當(dāng)這些材料制成的植入式電子器件應(yīng)用于人體時，需要進(jìn)行二次手術(shù)來移除。這無疑增加了患者的風(fēng)險與不便。
相比之下，鐵電分子晶體合成簡便、易于加工，同時具備輕量、良好生物相容性和可調(diào)控的物理性能。因此，鐵電分子晶體被視為植入式瞬態(tài)壓電器件的理想候選材料。然而，目前市場上可生物降解的鐵電分子晶體數(shù)量稀少，且壓電性能不盡如人意。
研究團(tuán)隊開發(fā)了一種鐵電分子晶體（HF-PD），將小分子壓電性能提升了4倍，起到了“四兩撥千斤”的作用。HFPD能夠輕松溶解于多種溶劑，特別是體液，這對于其在生物體內(nèi)的降解過程極為有利。此外，HFPD還展現(xiàn)出良好的生物安全性、生物相容性和生物降解性，這為其在生物醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用提供了廣闊前景。
考慮到晶體的脆性和剛性，團(tuán)隊通過溶液蒸發(fā)法制備了HFPD-聚乙烯醇柔性壓電復(fù)合薄膜?；谶@一壓電復(fù)合薄膜，團(tuán)隊又成功組裝了一個可控的瞬態(tài)機(jī)電器件，并證實其具有良好的生物傳感性能。
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