丝素蛋白压电薄膜

可视化压电域

在丝素蛋白中原位合成银图案，形成可见的周期性压电域，定向引导神经突生长并允许实时观察电场作用。

陈洁 · Chenjing, Zhang · Jia, Longyang · Niu, Qianqian · Fan, Suna · 张耀鹏

Advanced Materials 2025

具体参数

输出电压

{'zh': '529.5', 'en': '529.5'} mV

均方根电流

{'zh': '5.1', 'en': '5.1'} mA

能量密度

{'zh': '6.7', 'en': '6.7'} W m⁻²

技术优势

电场分布可见

银图案作为可视化标记，使压电响应和电场分布可以通过生物显微镜直接观察，无需额外的电场成像设备。

引导神经突定向生长

周期性分布的定向电场在超声驱动下产生，能调控神经突的生长方向、长度和基因表达，为神经修复提供物理线索。

超声驱动输出可观

在 1.0 W cm⁻² 超声强度下，器件输出 5.1 mA 电流、6.7 W m⁻² 能量密度和 529.5 mV 电压，满足细胞电刺激需求。

应用场景

• 神经修复：定向电场引导神经突生长，促进受损神经的功能恢复。
• 神经组织工程：作为支架材料提供电学微环境，调控神经细胞行为与基因表达。
• 压电生物材料：通过原位银图案实现压电域可视化，便于研究压电-生物界面。
• 电刺激疗法：超声驱动的压电输出提供非侵入式电刺激，避免植入电极。