可伸缩性是可穿戴设备在与软组织或器官接口时匹配不同应变的基本属性。虽然压电性作为触觉传感器、人造皮肤或纳米发电机具有广泛的应用潜力,但由于晶相固有的刚性和硬度,使组织具有可比拟的延伸性是主要的障碍。
在这里,威斯康星大学麦迪逊分校Xudong Wang,郑州大学Yanchao Mao报道了一种氨基酸基压电生物晶体薄膜,它提供了组织相容的全方位可伸缩性而不受压电性的影响。
文章要点
1)研究人员在分子-溶剂相互作用和界面张力的控制下自组装的桁架状微结构使其具有可延展性。通过开放和封闭的桁架网格,这种大规模的生物晶体微结构能够承受高达40%的沿不同方向的拉伸应变,同时保持结构完整性和压电性能。
2)基于这种结构,研制了一种组织兼容的可伸缩压电纳米发电机,它可以适应各种组织表面,并在多维大应变下表现出稳定的功能。
在这项工作中,研究人员提出了一种在一个材料系统中集成了压电性、可伸缩性和生物相容性的有前景的解决方案,这是迈向组织兼容生物医学设备的关键一步。
参考文献
Li, J., Carlos, C., Zhou, H. et al. Stretchable piezoelectric biocrystal thin films. Nat Commun 14, 6562 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-42184-8
https://doi.org/10.1038/s41467-023-42184-8