本报讯（记者陈彬、张楠 通讯员许华铭）由东南大学研究人员领衔的科研团队首次将铁电化学与生物电子学有机结合，创新性地开发出一例压电响应直追无机陶瓷钛酸钡的可生物降解有机铁电晶体（hfpd）。3月29日，相关成果发表于《科学》。同期，中国科学院宁波材料技术与工程研究所柔性磁电功能材料与器件团队在《科学》发表评述文章，对这种生物友好的压电材料进行了介绍。
压电材料是一类可以实现机械应力和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是应用的主流，但它们是不可生物降解的，这些传统压电材料制成的植入式电子器件应用于人体面临二次手术移除的风险。因此，急需研制一种能够在可控的时间内完成任务、随后自行在生物体内降解，且不产生有毒有害物质的新型材料。
基于铁电化学的氢/氟取代策略和晶体工程，研究人员开发了一例有机小分子铁电晶体，使小分子压电性能提升4倍，起到了“四两拨千斤”的作用。
研究人员通过压电力显微镜技术和电滞回线测试系统表征了该化合物的铁电性。其相邻分子间形成了二维氢键网络，这一特性使得hfpd易溶于多种溶剂（尤其是体液），这有助于化合物在生物体内降解。该化合物兼具良好的生物安全性、生物相容性和生物降解性。
该团队通过溶液蒸发法制备出一种柔性压电复合薄膜。基于该压电复合薄膜，团队组装出一个可控的瞬态机电器件，并证实其具有良好的生物传感性能。
“具有优异特性的分子铁电晶体，有望在药物输送、自供电能量收集和组织再生等领域发挥重要作用。”评述文章作者之一王林萍说，“可以预见，未来随着这种压电材料的弹性化技术不断突破和应用，生物医学领域将迎来一场全新的革命。”
“利用压电材料的传感特性，我们可以设计一款‘微型机器人医生’，帮我们监测身体各器官的实时状态，掌握用药后的治疗效果。”论文共同通讯作者、东南大学副研究员张含悦说，研究团队将进一步优化新型压电材料的各项特性，为今后研制“微型机器人医生”储备技术方案。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1126/science.adj1946
http://doi.org/10.1126/science.ado5706