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近日，東南大學(xué)生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院青年教師張含悅首次在生物可降解的聚乳酸薄膜上實(shí)現(xiàn)鐵電刻印，相關(guān)研究成果以《首次在生物可降解的聚乳酸薄膜上觀測(cè)到鐵電刻印》“Observation of ferroelectric lithography on biodegradable PLA films”為題發(fā)表于期刊《先進(jìn)材料》“Advanced Materials”上。
鐵電刻印技術(shù)是一種可以在微/納米尺度上有目的地設(shè)計(jì)和控制鐵電疇的高精密度加工技術(shù)，在非易失性存儲(chǔ)器、傳感器、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、賽道存儲(chǔ)器、光電探測(cè)器等領(lǐng)域都有著非常重要的應(yīng)用。該技術(shù)類似于活字印刷術(shù)，其中壓電力顯微鏡（PFM）的探針就可以像“筆”一樣在鐵電材料這張“紙”上施加電壓，來(lái)繪制預(yù)期的疇圖案。目前，鐵電刻印技術(shù)的研究主要集中在無(wú)機(jī)陶瓷和有機(jī)聚合物上，但無(wú)機(jī)陶瓷本身具有剛性、薄膜制備困難等缺點(diǎn)，有機(jī)鐵電聚合物具有良好的機(jī)械柔韌性，但對(duì)其鐵電刻印的研究主要集中在具有復(fù)雜的拉伸極化工藝和難生物降解性的聚偏二氟乙烯（PVDF）及其共聚物上。
張含悅團(tuán)隊(duì)利用熊仁根教授提出的“鐵電化學(xué)”理論，基于可生物降解的聚乳酸（PLA）薄膜探究了其鐵電納米刻印行為。團(tuán)隊(duì)通過(guò)簡(jiǎn)單熔鑄法，在無(wú)需拉伸和高壓極化的簡(jiǎn)易條件下，制備得到了具有室溫鐵電性和鐵電刻印能力的PLA薄膜。通過(guò)施加特定大小的局域電場(chǎng)，可以在室溫條件下在PLA薄膜上實(shí)現(xiàn)鐵電極化反轉(zhuǎn)；尤其值得注意的是，還可以根據(jù)預(yù)定的圖案在PLA膜表面上進(jìn)行鐵電疇結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)寫入與擦除。據(jù)悉，PLA是首例具有生物相容性和生物可降解性的有機(jī)鐵電聚合物，它的室溫鐵電性和鐵電刻印能力的發(fā)現(xiàn)對(duì)于生物醫(yī)學(xué)和生物電子應(yīng)用具有重要意義，尤其適用于植入式瞬態(tài)電子醫(yī)療器件。
東南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院的碩士生蔣歡歡和南昌大學(xué)青年教師宋賢江博士為論文共同第一作者，東南大學(xué)的熊仁根教授與張含悅副研究員為共同通訊作者，東南大學(xué)為第一通訊單位。該工作受到國(guó)家自然科學(xué)基金的大力支持。
