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多研究聚焦PVDF的能量与生物医学用途

来源：杰呈3D打印发布时间：2025-09-22 15:30:01 浏览次数：0次

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Chakhcchaoui等将压电聚合物聚偏氟乙烯作为压电元件与腈纶一起作为贴片粘贴在护膝中，作为能量收集器，收集人体运动过程中产生的能量。PlＰlan等研究了一种基于涡激振动的能量收集系统，PVDF梁因脱落涡产生的力产生周期性振动，完成机械能和电能之间的转换。

Ahmad等人设计和开发了在水下应用的压电声换能器阵列，传感器阵列的传感元件以聚偏氟乙烯和聚二甲基硅氧烷（PDMS）为匹配层，在印刷电路板（PCB）上制备而成。

Satyaranja等采用静电纺丝制备了基于硅烷改性的铌酸钾钠（KNN）和聚偏氟乙烯的纤维网状纳米发电机，可用作LED照明方面。此外柔性纳米发电机可用于可穿戴式能量采集器，在人体正常运动、无负担的情况下收集振动产生的能量，可为心率检测仪、智能手环等设备供电，有益于人体健康数据的监测和记录。

Wang小组由ＺnO纳米线阵列、PVDF聚合物及两个电极组成混合纤维纳米发电机，可根据人体手臂的弯曲或伸展动作，将机械能转换为电能。Simadr等采用聚偏氟乙烯－六氟丙烯（PVDF－HFP）为基底，添加石墨烯量子点（GQDs）制备柔性压电纳米发电机，可用于穿戴式能源收集器及为纳米系统供电。

You等人开发了一种非织造结构的纳米纤维膜压电纳米发生器，以热塑性聚氨酯（TPU）基材作为包装层，PVDF为功能层、导电的PEDOT：PSS－PVP为电极层，降低了柔軔性，增强了机械耐久性可在步行／跑步和手臂摆动时会产生电能。

PVDF具有良好的压电性，生物相容性，在生物医学设备、传感器、伤口愈合及组织再生的刺激材料领域具有潜在的应用前景。Ｐ1PVDF的压电性可制备成多种生物医用设备。James等制备了厚度大约是人体表皮厚度的15％的ＺnO／PVDF混合膜用作多功能触感传感器，可用于独立的温度和压力监测，最小可检测压力为10Pa，且能检测20~120°Ｃ范围内的温度。

Biplab等采用NIO＠Si02纳米填料及PVDF制备纳米复合膜，表现出电子皮肤特性，传感器在静态和动态条件下能够以较短的响应时间精确的检测极低水平压力刺激的时空分布，能够精确地检测到食指，中指和无名指的拉伸和弯曲运动，对于监视医疗保健环境中卧床不起的患者以及控制外科手术机器人方面具有重要作用。

Epsita等发现掺有5wt％的MWCNT＠SiO2的PVDF复合薄膜，具有优异的微波屏蔽性能，可用于保护人体免受微波辐射，同时通过人体运动产生电能。采用PVDF／BT作为压电薄膜和含有PVA／BT作为葡萄糖敏感元素复合膜开发了一种葡萄糖传感器，在11Hz的循环频率下、11N的机械力下提供了5V的开路电压，能够驱动基于PVA的葡萄糖传感元件。

PVDF具有压电性及生物相容性等特点，可用于制备医用支架、伤口敷料等医用材料。其压电性促进细胞分泌生长因子，从而刺激细胞的分裂，人为产生的微量电流能够加速伤口的愈合。AAochen等制备了P（PVDF－TrFE）纳米纤维支架（NFSs）并用于细胞增殖和细胞排列生长等方面，证明压电纳米纤维在组织工程和伤口愈合方面具有巨大的应用潜力。