背景介绍：可穿戴电子设备在健康监测等领域需求激增，其对柔性、自供电特性的要求推动了压电材料的研究。传统压电陶瓷（如 PZT）虽性能优异，但缺乏生物相容性与柔性；石油基压电聚合物，如 PVDF，虽柔韧，却面临环境可持续性挑战。聚（L - 乳酸）（PLLA）作为生物基压电材料，兼具可降解性与生物相容性，但其固有压电信号较弱，且需通过拉伸、极化等后处理诱导 β 相结晶以提升性能。引入压电陶瓷填料是PLLA的优化路径之一，其中四方钛酸钡（T-BTO）因无铅、高压电常数（d33=190 pC/N）成为理想选择。

武汉理工大学材料科学与工程学院杨全岭教授和石竹群教授团队在《Chemical Engineering Journal》期刊发布了基于聚（L - 乳酸）的柔性取向复合静电纺丝纤维膜用于自供电传感的最新研究成果。

该团队通过将四角晶系钛酸钡（T-BTO）纳米颗粒添加到聚（L - 乳酸）（PLLA）基体中并结合高速旋转收集器的静电纺丝技术，成功制备出具有优异压电性能的聚乳酸复合纳米纤维膜。具体制备流程见图1。图2展示的是不同浓度聚乳酸电纺膜的扫描电子显微镜图像。

通过高速旋转收集器诱导高度取向的纤维膜结构，促进了更多 β - 晶型和偶极子取向的形成，从而无需额外的后处理步骤。通过煅烧和球磨获得的亚微米级 T - BTO 作为一种有效的压电填料，在受到外部力量时会导致正负电荷中心显著位移。参见图3。

此外，取向 PLLA 基体与 T - BTO 之间的界面极化增强了整体的压电响应。组装的复合膜器件实现了高达 1.03 V 的开路电压和 33.5 nA 的短路电流，相比具有随机和取向结构的纯 PLLA 样品有了显著提升。见图7。

此外，复合膜展现了出色的稳定性，即使在高强度循环测试后以及存放一年后仍能保持一致的输出性能。参见图8。由于其卓越的柔韧性和生物相容性，PLLA/T - BTO 纳米纤维膜用作可穿戴自供能传感器时，能有效地对各种人体活动生成响应信号，突显了其在生物传感应用中的潜力。

综上所述，这种灵活轻便的 PLLA/T - BTO 纳米纤维膜具有显著的柔韧性、响应灵敏度、环境友好性和易获得性。这一成果为可穿戴自供能传感系统的发展提供了高性能的柔性压电材料，推动了自供电传感器在生物传感等领域的应用。值得一提的是，这种创新型的柔性材料的制备中，静电纺丝技术起到了关键作用。微迈自主研发的静电纺丝设备MN80，500针高密度阵列，配有自动收集系统以及四联动蜗轮蜗杆结构，定位精度±0.03mm，适配不同厚度基材、不同纺丝距离的调控。尤为适合纳米纤维基柔性电路的中试验证，新能源材料中锂电正负极材料、固态电解质纤维膜的小试制备等等。

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文献来源：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161795