中國粉體網(wǎng)訊  3月29日，最新一期《科學》（Science）以長文形式發(fā)表題為“具有大壓電響應的可生物降解鐵電分子晶體”的文章，該成果由東南大學、南昌大學等團隊合作完成，科研人員首次將鐵電化學與生物電子學有機結(jié)合，創(chuàng)新性地開發(fā)了一例壓電響應直追無機陶瓷鈦酸鋇（BTO）的可生物降解有機鐵電晶體。這是自1880年居里兄弟發(fā)現(xiàn)壓電效應以來的一個里程碑式的重大突破。

壓電材料是一類可以實現(xiàn)機械應力和電信號相互轉(zhuǎn)換的功能材料。目前無機壓電陶瓷和壓電聚合物占據(jù)了應用的主流，但它們是不可生物降解的，故這些傳統(tǒng)壓電材料制成的植入式電子器件應用于人體需要面臨二次手術(shù)移除的風險。

鐵電分子晶體合成簡便、易于溶液加工，同時具備輕量、良好的生物相容性和可調(diào)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，且其壓電性能不盡如人意。研究團隊開發(fā)了一例鐵電分子晶體（HFPD），實現(xiàn)了小分子壓電性能的4倍提升，起到了“四兩撥千斤”的作用。

“四兩撥千斤”示意圖（圖源：南昌大學）

考慮到晶體的脆性和剛性，該團隊通過溶液蒸發(fā)法制備了一種柔性壓電復合薄膜。基于這一壓電復合薄膜，團隊還成功組裝了一個可控的瞬態(tài)機電器件，并證實其具有良好的生物傳感性能。

基于可生物降解材料的植入式瞬態(tài)電子器件有望為醫(yī)學領域帶來重要變革，這些電子器件能夠在可控的時間內(nèi)工作，完成工作后自行溶解在體內(nèi)，且不產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)。分子鐵電材料具有合成簡單、易于加工、輕量、生物相容性好和物理性能可調(diào)等獨特優(yōu)勢，有望成為植入式瞬態(tài)電子器件的理想候選材料。因此，亟待開發(fā)具有高壓電性的可生物降解分子鐵電材料。

東南大學的研究成果使得可植入式壓電材料的壓電性能達到新的高度。《科學》審稿人對此給予了高度評價，認為它是瞬態(tài)可植入壓電材料領域里程碑式的關鍵突破。

參考來源：央視新聞客戶端

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/梧桐）

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