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PVDF压电材料抗菌及多功能应用概览

来源:杰呈3D打印 发布时间:2025-09-22 16:30:40 浏览次数:0
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feng等发现纳米/微米四方相BaTi03压电材料在超声情况下对水中的大肠杆菌具有抑制作用。Masamichi等发现具有压电效应的聚乳酸纤维织物产生的电场对金黄色葡萄球菌具有抑菌作用。因此,压电材料具有一定的抗菌性能。

聚偏氟乙烯(PVDF)本身具有良好的压电性及生物相容性,可制备为具有压电性的纳米纤维敷料。纳米纤维敷料提供了一个高表面积,并能够将抗生素和抗菌药物局部输送到伤口部位以控制感染,且其本身的压电性可产生电刺激,一方面可形成抗菌作用,另一方面可促进生长因子的表达和分泌,有益于细胞的增殖和分化。

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PVDF是一种半晶体聚合物,具有压电性、生物相容性、化学稳定性等特点,有a,p,丫,8和8五种常见晶型。由于氟原子范德华半径比氢原子大,不同晶型具有不同的特征,范德华半径分别为1.35A和1.2〇A〇PVDF的结晶度通常为35-70%,这与制备条件有关。不同的晶型具有不同的性能。其中a相和P相是PVDF晶型中常见的两种晶相。室温下a相是最常见、最稳定的晶型,为TGTG构型,晶胞中含有两条链,偶极矩垂直于链轴且反向平行,分子中总偶极矩为零,不显压电性。PVDF的卩相晶型为全反式TTT构型,晶胞的全反式链由两个单体单元构成,单体单元及晶胞中两个分子之间的偶极矩是平行排列的,因此P相晶型具有优异的热电性和压电性,被广泛用于制作压电膜材料。高含量的P相使PVDF对机械应力或应变高度敏感,可制备高灵敏度的传感材料。

PVDF是一种常见的压电聚合物,其压电性主要来源于具有的全反式构型的卩相。相较于传统的压电陶瓷而言,PVDF压电聚合物具有柔韧、耐用、易于加工等优点,因此在许多领域得到应用,例如,柔性纳米发电机、换能器、能量收集器等。

Tian等人利用非溶剂诱导相分离方法,加速相分离过程,PVDF基体中PZT(锆钛酸铅)粒子分散均匀,避免粒子的聚集,从而制备了一种将PZT纳米颗粒嵌入PVDF聚合物基体的柔性复合纳米压电传感器。

Jrnig等开发了一种基于PVDF的压电发电机模块,用于从道路收集能量,通过并联连接60台发电机,证明了其高功率的输出密度,能够与基于压电陶瓷的道路能量收集系统相媲美。Zhang等对PVDF压电束进行冲击,引起压电束的振动发电,研制了一种旋转压电式风能收集装置,该装置用于收割机,可使收割机有效地发电。

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Sindhuja等开发了一种由嵌入PVDF基体中的固体质子导电电解质(PTA)组成的压电电解质薄膜,并将其作为SCSPC器件的隔膜和电解质,PVDF中加入PTA可以改善机械能到电能的转换效率,并提供电解质离子。

Scandeep等采用在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上生长极性P相聚偏二乙烯-三氟乙烯(PVDF-TrFE)薄膜,在柔性Mo/PET基板上制造矩形的压电能量收集器(PEH),可用于自供电无线传感器。Hansen等人采用远场静电纺丝制备了一种PVDF纳米发电机和生物燃料电池相结合的能量收集系统。


标签:材料应用

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