摘要：近日，中国科学院深圳先进技术研究院智能医用材料与器械研究中心杜学敏研究员团队在国际学术期刊《Advanced Functional Materials》上在线发表了题为“Intelligent poly(vinylidene fluoride)-based m

近日，中国科学院深圳先进技术研究院智能医用材料与器械研究中心杜学敏研究员团队在国际学术期刊《Advanced Functional Materials》上在线发表了题为“Intelligent poly(vinylidene fluoride)-based materials for biomedical applications”的综述文章，系统总结了聚偏氟乙烯（Poly(vinylidene fluoride)，PVDF）基材料性能提升的机制和策略，以及在生物医学领域应用的机遇与挑战，有望进一步推动PVDF基材料在生物医学领域的应用。

图1 聚偏氟乙烯（PVDF）基材料在生物医学领域应用

近年来，智能材料的快速发展推动了众多新型可穿戴和植入式器件在生物医学领域的广泛应用。作为典型的智能材料之一，聚偏氟乙烯（PVDF）因其环保性、优异的生物相容性、良好的柔韧性和加工性能，以及独特的电活性特性，受到了广泛关注。尤其值得强调的是，PVDF因具有独特的压电和热释电性能，使其在生物医学领域展现出广泛的应用潜力，涵盖了光热释电镊、软体机器人、柔性传感器、能量收集装置、组织工程以及神经刺激等前沿方向（图1）。

图2 PVDF的压电和热释电原理及性能提升策略

然而，相较于无机铁电材料，PVDF的电学性能低近一个数量级，这一差距极大限制了其广泛应用，亟需通过创新策略提升其电性能。针对该挑战，中国科学院深圳先进院杜学敏团队基于前期在PVDF基材料的多年研究（ Adv. Mater.2017, 29, 1702231; Sci. Adv.2022, 8, eabp9369; Natl. Sci. Rev.2023, 10, nwac164; Adv. Funct. Mater.2024, 34, 2314575; Device2024, 2, 100465; Innovation2025,6, 100742; Matter2025, 8, 101901），系统综述了该材料的最新进展，重点解析了其压电与热释电效应的基本物理机制。文章全面总结了多种提升PVDF压电和热释电性能的策略，涵盖外场调控、内部相互作用优化及协同增强等方法（图2）。在生物医学应用方面，重点介绍了基于PVDF独特电活性的前沿应用，包括光热释电镊、软体机器人、柔性传感器、能量采集、组织工程和神经刺激等领域。最后，文章还深入探讨了PVDF基材料在生物医学领域面临的技术瓶颈与挑战，并展望了其未来的发展方向和应用前景。

中国科学院深圳先进技术研究院智能医用材料与器械研究中心杜学敏研究员为该文章的通讯作者，王芳博士为论文第一作者，硕士研究生祝栩乐为共同作者。该文章获得到了国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、深圳市杰青、深圳市医学专项等科技项目支持。

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来源：科学大家议