[发明专利]一种用于生物体的超声驱动柔性压电器件及其制备与应用

权利要求书

1.一种用于生物体的超声驱动柔性压电器件，其特征在于，包括压电薄膜层、及分别位于该压电薄膜层上表面和下表面的上电极和下电极，所述压电薄膜层具体是将无机压电纳米材料掺入有机压电聚合物中由此得到的复合压电材料；

所述无机压电纳米材料为铌酸钾钠纳米线，该无机压电纳米材料的表面被聚多巴胺PDA所修饰；所述有机压电聚合物为P(VDF-TrFE)、PLA、PHBV、PLLA中的至少一种；

所述压电薄膜层能够在超声作用下利用压电效应产生电动势，从而使所述上电极和所述下电极间产生电势差。

2.如权利要求1所述用于生物体的超声驱动柔性压电器件，其特征在于，所述压电薄膜层具体为P(VDF-TrFE)/KNN@PDA压电复合薄膜层、PLA/KNN@PDA压电复合薄膜层、PHBV/PLLA/KNN@PDA压电复合薄膜层，其中，

所述P(VDF-TrFE)/KNN@PDA压电复合薄膜层中，所述无机压电纳米材料为铌酸钾钠纳米线，该无机压电纳米材料的表面被聚多巴胺PDA所修饰，所述有机压电聚合物为P(VDF-TrFE)；

所述PLA/KNN@PDA压电复合薄膜层中，所述无机压电纳米材料为铌酸钾钠纳米线，该无机压电纳米材料的表面被聚多巴胺PDA所修饰，所述有机压电聚合物为PLA；

所述PHBV/PLLA/KNN@PDA压电复合薄膜层中，所述无机压电纳米材料为铌酸钾钠纳米线，该无机压电纳米材料的表面被聚多巴胺PDA所修饰，所述有机压电聚合物为PHBV和PLLA按质量比1：1混合的混合物；

优选的，所述无机压电纳米材料在所述复合压电材料中的占比不超过50wt％。

3.如权利要求2所述用于生物体的超声驱动柔性压电器件，其特征在于，所述PLA/KNN@PDA压电复合薄膜层是利用静电纺丝工艺制得的，为多孔压电薄膜层；

所述PHBV/PLLA/KNN@PDA压电复合薄膜层是利用旋涂工艺制得的，为多孔压电薄膜层。

4.如权利要求1－3任意一项所述用于生物体的超声驱动柔性压电器件的制备方法，其特征在于，该用于生物体的超声驱动柔性压电器件中的无机压电纳米材料为铌酸钾钠纳米线，有机压电聚合物为P(VDF-TrFE)；

制备方法具体是：将铌酸钾钠纳米线加入Tris-HCl缓冲液中搅拌1-2h，其中，所述Tris-HCl缓冲液的pH值为8.5-8.8；然后，加入盐酸多巴胺并搅拌3-6h，水洗，离心后烘干得到KNN@PDA纳米线；接着，取等质量的KNN@PDA纳米线和P(VDF-TrFE)溶于DMF中，搅拌后得到均一的静电喷印溶液；然后在10-20kV的静电场中对所述静电喷印溶液进行静电喷膜，从而利用静电喷印工艺得到P(VDF-TrFE)/KNN@PDA压电复合薄膜；最后，在该P(VDF-TrFE)/KNN@PDA压电复合薄膜的上、下表面蒸镀电极，接上导线并封装，即可得到基于P(VDF-TrFE)/KNN@PDA压电复合薄膜的、能够用于生物体的超声驱动柔性压电器件。

5.如权利要求1－3任意一项所述用于生物体的超声驱动柔性压电器件的制备方法，其特征在于，该用于生物体的超声驱动柔性压电器件中的无机压电纳米材料为铌酸钾钠纳米线，有机压电聚合物为有机压电聚合物为PLA；

制备方法具体是：将铌酸钾钠纳米线加入Tris-HCl缓冲液中搅拌1-2h，其中，所述Tris-HCl缓冲液的pH值为8.5-8.8；然后，加入盐酸多巴胺并搅拌3-6h，水洗，离心后烘干得到KNN@PDA纳米线；接着，取等质量的KNN@PDA纳米线和PLA溶于DMF中，搅拌后得到均一的静电纺丝液；然后在10-20kV的静电场中对所述静电纺丝溶液进行静电纺丝；从而利用静电纺丝工艺得到PLA/KNN@PDA压电复合薄膜；最后，在该PLA/KNN@PDA压电复合薄膜的上、下表面蒸镀电极，接上导线并封装，即可得到基于PLA/KNN@PDA压电复合薄膜的、能够用于生物体的超声驱动柔性压电器件。