天津大學姬曉元教授對壓電,熱電和鐵電生物材料的生物醫學應用研究進行了綜述。
本文要點:
(1)壓電、熱電和鐵電材料具有介電晶體和不對稱中心,可以直接將環境中的多種初級能量(如陽光、機械能和熱能)轉化為次級能量(如電和化學能),是具有獨特性能的生物醫學材料。這些材料具有優異的能量轉換能力和催化性能,在疾病治療、生物傳感和組織工程等生物醫學領域中表現出了巨大的應用潛力。已有研究表明,壓電材料可刺激細胞生長以促進骨再生,熱電材料能夠用于皮膚癌檢測和成像,而鐵電材料則能夠作為大腦中的神經植入物以用于記錄和刺激電活動。
(2)作者在文中綜述了鐵電效應、壓電效應和熱電效應之間的關系以及不同催化反應的基本原理,并重點介紹了這三種材料的制備方法及其在生物醫學應用方面所取得的重大進展;此外,作者也討論了基于壓電、熱電和鐵電納米材料的高效催化劑在生物醫學應用中面臨的關鍵挑戰和未來的發展前景。
Xue Yuan. et al. Piezoelectricity, Pyroelectricity, and Ferroelectricity in Biomaterials and Biomedical Applications. Advanced Materials. 2023
DOI: 10.1002/adma.202308726
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202308726