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考虑到晶体的脆性和刚性,团队通过溶液蒸发方法制备了柔性压电复合薄膜。 基于这种压电复合薄膜,团队还成功组装了可控瞬态机电装置,并证实其具有良好的生物传感性能。 这一成果不仅为瞬态植入电子医疗器械提供了一种有前景的候选材料,也为分子压电材料在人类健康领域的应用开辟了新的重要出路。
据扬子晚报报道,随着我国科学技术的不断发展,人们对医疗健康的需求不断提高。 植入式压电生物医学设备的研究蓬勃发展,有望极大改善人们的生活质量。 压电材料是一类能够实现机械应力与电信号相互转换的功能材料。 目前,无机压电陶瓷和压电聚合物占据应用主流,但它们不可生物降解。 因此,由这些传统压电材料制成的植入式电子设备在用于人体时将面临二次手术将其移除的风险。 风险。
因此,基于可生物降解材料的植入式瞬态电子器件有望给医疗领域带来重要变革。 这些电子设备可以在可控的时间内工作,并在完成工作后自行溶解到体内,不会产生有毒有害物质。 其中,天然压电生物材料在这方面表现出许多优势。 然而它们的压电性能较差,极大地限制了它们在生物医学中的应用。
分子铁电材料具有合成简单、易加工、质轻、生物相容性好、物理性能可调等独特优点,有望成为植入式瞬态电子器件的理想候选材料。 因此,迫切需要开发具有高电压特性的可生物降解分子铁电材料。
东南大学熊仁根教授是铁电化学领域的奠基人。 近十年来,他带领团队专注于分子铁电材料的化学设计和研究。 今年,基于铁电化学和晶体工程的氢/氟替代策略,团队开发出有机小分子铁电体,实现了小分子压电性能的四倍提升。
这一发现将植入式压电材料的压电性能提升到了新的高度。 通过压电力显微镜和磁滞回线测试系统地表征了该化合物的铁电性。 相邻分子之间的相互作用形成二维氢键网络。 这一特性使得HFPD晶体很容易溶于多种溶剂(尤其是体液),从而有助于生物体中化合物的降解。
据悉,张含月为该文章的共同第一作者(排名第一)和共同通讯作者,东南大学为第一通讯单位。 据介绍,张涵月的研究方向是分子铁电体的化学设计及其生物医学应用,重点研究有机硅铁电体。 她致力于围绕生物医学问题进行铁电化学和生物医学应用的交叉研究。
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