天津大学姬晓元教授对压电,热电和铁电生物材料的生物医学应用研究进行了综述。
本文要点:
(1)压电、热电和铁电材料具有介电晶体和不对称中心,可以直接将环境中的多种初级能量(如阳光、机械能和热能)转化为次级能量(如电和化学能),是具有独特性能的生物医学材料。这些材料具有优异的能量转换能力和催化性能,在疾病治疗、生物传感和组织工程等生物医学领域中表现出了巨大的应用潜力。已有研究表明,压电材料可刺激细胞生长以促进骨再生,热电材料能够用于皮肤癌检测和成像,而铁电材料则能够作为大脑中的神经植入物以用于记录和刺激电活动。
(2)作者在文中综述了铁电效应、压电效应和热电效应之间的关系以及不同催化反应的基本原理,并重点介绍了这三种材料的制备方法及其在生物医学应用方面所取得的重大进展;此外,作者也讨论了基于压电、热电和铁电纳米材料的高效催化剂在生物医学应用中面临的关键挑战和未来的发展前景。
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