3月29日，最新一期《科学》宣布题为“具有大压电呼应的可生物降解铁电分子晶体”的文章，该效果由东南大学生物科学与医学工程学院青年教师张含悦与化学化工学院熊仁根教授等协作，团队初次将铁电化学与生物电子学有机结合，立异性地开发了一例压电呼应直追无机陶瓷钛酸钡（BTO）的可生物降解有机铁电晶体2,2,3,3,4,4-六氟-1,5-戊二醇（HFPD），其压电呼应d33为138 pC/N（Science2024,383,1492–1498）。这是自1880年居里兄弟发现压电效应以来的一个里程碑式的重大突破。张含悦为文章一起榜首作者（排名榜首）兼一起通讯作者，东南大学为榜首通讯单位。
跟着我国科学技能的继续不断的开展，人们对医疗健康的需求继续不断的添加。植入式压电生物医学器材的研讨日渐昌盛，这有望极大地改进人们的生活品质。压电资料是一类能轻松完结机械应力和电信号彼此转化的功用资料。
现在，无机压电陶瓷和压电聚合物占有了使用的干流，但它们是不行生物降解的，故这些传统压电资料制造成的植入式电子器材使用于人体将面对二次手术移除的危险。因而，根据可生物降解资料的植入式瞬态电子器材有望为医学范畴带来重要革新。这些电子器材可以在可控的时间内作业，完结作业后自行溶解在体内，且不发生有毒有害的物质。其间，天然压电生物资料在这一方面显示出许多优势。但它们的压电功能欠安，压电系数d33大多低于10 pC/N，这极大地约束了它们在生物医学中的使用。而分子铁电资料具有组成简略、易于加工、轻量、生物相容性好和物理功能可调等共同优势，有望成为植入式瞬态电子器材的抱负候选资料。因而，亟待开发具有高压电性的可生物降解分子铁电资料。
东南大学熊仁根教授是铁电化学范畴的创立者。在曩昔十余年间，他带领团队聚集于分子铁电资料的化学规划与研讨。本年，根据铁电化学的氢/氟替代战略和晶体工程，团队仿效b相的PVDF结构，使用有限的奇数个（n = 3）–CF2–基团，结合氢键彼此效果（相似枢纽）构成了无限长的链状结构，开发了一例有机小分子铁电体。团队将PVDF的结构单元从上千削减到了3，完结了小分子压电功能四倍的提高（其压电呼应d33为138 pC/N），起到了四两拨千斤的效果（图1A）。
这一发现使得可植入式压电资料的压电功能到达新的高度。经过压电力显微镜（PFM）技能和电滞回线测验体系性地表征了该化合物的铁电性（图1C和D）。其相邻分子间经过O–H···O氢键彼此效果构成了二维氢键网络，这一特性使得HFPD晶体易溶于多种溶剂（尤其是体液），这有助于化合物在生物体内的降解（图1B）。该化合物兼具杰出的生物安全性、生物相容性和生物降解性。考虑到晶体的脆性和刚性，该团队经过溶液蒸腾法制备了d33为34.3 pC/N的HFPD-聚乙烯醇（PVA）柔性压电复合薄膜。根据该压电复合薄膜，团队还拼装一个可控的瞬态机电器材，并证明具有十分杰出的生物传感功能（图1E和F）。这一研讨为可降解植入式电子医疗器材供给了有出路的候选资料，也为分子压电资料供给了与人体健康严密相关的重要使用出口。
张含悦博士研讨方向为分子铁电体的化学规划及其生物医学使用，并专心于有机硅铁电体的研讨。她致力于环绕生物医学问题，打开铁电化学与生物医学使用的穿插研讨。自独立作业以来，相关效果在国内外干流期刊上宣布。
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