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多研究聚焦PVDF的能量與生物醫(yī)學用途

來源:杰呈3D打印 發(fā)布時間:2025-09-22 15:30:01 瀏覽次數(shù):0
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Chakhcchaoui等將壓電聚合物聚偏氟乙烯作為壓電元件與腈綸一起作為貼片粘貼在護膝中,作為能量收集器,收集人體運動過程中產(chǎn)生的能量。PlPl(wèi)an等研究了一種基于渦激振動的能量收集系統(tǒng),PVDF梁因脫落渦產(chǎn)生的力產(chǎn)生周期性振動,完成機械能和電能之間的轉(zhuǎn)換。

Ahmad等人設(shè)計和開發(fā)了在水下應(yīng)用的壓電聲換能器陣列,傳感器陣列的傳感元件以聚偏氟乙烯和聚二甲基硅氧烷(PDMS)為匹配層,在印刷電路板(PCB)上制備而成。

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Satyaranja等采用靜電紡絲制備了基于硅烷改性的鈮酸鉀鈉(KNN)和聚偏氟乙烯的纖維網(wǎng)狀納米發(fā)電機,可用作LED照明方面。此外柔性納米發(fā)電機可用于可穿戴式能量采集器,在人體正常運動、無負擔的情況下收集振動產(chǎn)生的能量,可為心率檢測儀、智能手環(huán)等設(shè)備供電,有益于人體健康數(shù)據(jù)的監(jiān)測和記錄。

Wang小組由ZnO納米線陣列、PVDF聚合物及兩個電極組成混合纖維納米發(fā)電機,可根據(jù)人體手臂的彎曲或伸展動作,將機械能轉(zhuǎn)換為電能。Simadr等采用聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)為基底,添加石墨烯量子點(GQDs)制備柔性壓電納米發(fā)電機,可用于穿戴式能源收集器及為納米系統(tǒng)供電。

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You等人開發(fā)了一種非織造結(jié)構(gòu)的納米纖維膜壓電納米發(fā)生器,以熱塑性聚氨酯(TPU)基材作為包裝層,PVDF為功能層、導電的PEDOT:PSS-PVP為電極層,降低了柔軔性,增強了機械耐久性可在步行/跑步和手臂擺動時會產(chǎn)生電能。

PVDF具有良好的壓電性,生物相容性,在生物醫(yī)學設(shè)備、傳感器、傷口愈合及組織再生的刺激材料領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。P1PVDF的壓電性可制備成多種生物醫(yī)用設(shè)備。James等制備了厚度大約是人體表皮厚度的15%的ZnO/PVDF混合膜用作多功能觸感傳感器,可用于獨立的溫度和壓力監(jiān)測,最小可檢測壓力為10Pa,且能檢測20~120°C范圍內(nèi)的溫度。

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Biplab等采用NIO@Si02納米填料及PVDF制備納米復合膜,表現(xiàn)出電子皮膚特性,傳感器在靜態(tài)和動態(tài)條件下能夠以較短的響應(yīng)時間精確的檢測極低水平壓力刺激的時空分布,能夠精確地檢測到食指,中指和無名指的拉伸和彎曲運動,對于監(jiān)視醫(yī)療保健環(huán)境中臥床不起的患者以及控制外科手術(shù)機器人方面具有重要作用。

Epsita等發(fā)現(xiàn)摻有5wt%的MWCNT@SiO2的PVDF復合薄膜,具有優(yōu)異的微波屏蔽性能,可用于保護人體免受微波輻射,同時通過人體運動產(chǎn)生電能。采用PVDF/BT作為壓電薄膜和含有PVA/BT作為葡萄糖敏感元素復合膜開發(fā)了一種葡萄糖傳感器,在11Hz的循環(huán)頻率下、11N的機械力下提供了5V的開路電壓,能夠驅(qū)動基于PVA的葡萄糖傳感元件。

PVDF具有壓電性及生物相容性等特點,可用于制備醫(yī)用支架、傷口敷料等醫(yī)用材料。其壓電性促進細胞分泌生長因子,從而刺激細胞的分裂,人為產(chǎn)生的微量電流能夠加速傷口的愈合。AAochen等制備了P(PVDF-TrFE)納米纖維支架(NFSs)并用于細胞增殖和細胞排列生長等方面,證明壓電納米纖維在組織工程和傷口愈合方面具有巨大的應(yīng)用潛力。

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M.Wang等用靜電紡絲的方法開發(fā)了具有核殼結(jié)構(gòu)的PVDF/PVP(聚乙烯吡咯烷酮)復合納米纖維膜,屬于疏水性薄膜且生物相容性良好,可用于傷口愈合和傷口敷料。Guo等研宄了靜電紡絲制備了以PU(聚氨酯)和PVDF為原料的壓電纖維膜,指出PVDF的壓電效應(yīng)促進了成纖維細胞的粘附和增殖。

Yangang等制備了PVP/AgNPs-GO改性的親水聚偏氟乙烯(H-PVDF)膜在靜態(tài)接觸和過濾模式下表現(xiàn)出良好的抗菌活性。T.He等以PVDF為基底摻雜恩諾沙星(Enro)制備了復合薄膜,研宄發(fā)現(xiàn),Enro/PVDF復合薄膜表現(xiàn)出良好生物相容性、抗菌性、可作為藥物釋放的載體。


標簽:研究

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