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低成本高效率的收集环境中的其他能量如风能、机械能及太阳能等,并加以利用转化为电能,是基于能源短缺的大环境下实现长久发展的有效战略。与传统压电材料相比,天然聚合物压电材料有着诸多的优点,并可以将周围动态运动产生的能量通过压电传导的方式转化为电能,在医学和自供电等方面都有很大的应用潜力。聚乳酸(PLA)是一种可降解的、来源丰富的天然聚合物材料,具有手性分子构象,同时表现出独特的压电特性。但是,PLA的压电效应过低,需要经过单轴取向才能展现出剪切压电响应。采用静电纺丝技术,使PLA溶液受到高压电场的拉伸牵引作用形成微纳纤维,进而通过电纺参数的调节,完善PLA纤维结构,可改善其压电性能,并提高其应用价值。另外,PLA中引入碳量子点(CQDs)混合纺丝,尚可制备出具有多色荧光效应和高荧光稳定性的多功能压电纤维材料,使得材料有希望应用于全自主植入式生物医疗器件。本文利用静电纺丝技术制备了具有均匀直径和光滑表面的左旋聚乳酸(PLLA)、右旋聚乳酸(PDLA)、PLLA/PDLA及PDLA/PLLA/CQDs纤维薄膜,并研究了样品的结晶性能、形貌结构以及不同pH环境下的水解降解性能。同时,对电纺PLLA/PDLA/CQDs纤维复合材料的压电及光致发光性能进行了深入研究。均相PDLA或PLLA静电纺丝得到同质晶体,而将分子量相近的PDLA与PLLA以1:1质量比混合制备的纤维中生成了立构复合物,且几乎没有同质晶体。同时,高电压下的静电纺丝增强了聚乳酸立构复合晶体的取向和形成,纳米纤维的耐热性得到明显提高。在聚乳酸水解性能方面,电纺PLA纤维材料在碱性环境中水解最快,而在酸性和中性条件下则水解较慢。与PDLA或PLLA样品相比,PDLA/PLLA纤维水解降解速率较小。同样pH值条件下,PDLA/PLLA与PDLA/PLLA/CQDs纤维的水解降解速率相近。通过调整静电纺丝PDLA/PLLA/CQDs的制备条件,得到具有最佳压电信号输出的多色荧光发射杂化生物纳米纤维。随着纤维网层叠层以及激励力幅度/频率的增加,PDLA/PLLA/CQDs纳米纤维的压电输出进一步增强,特别是在较高频率下以相对较低的动态负载幅度即可实现非常高的压电输出密度,其最大开路电压和短路电流输出密度分别达到74.2 V/cm~3和4.9μA/cm~3。另外,基于PDLA/PLLA/CQDs的纳米发电机在机电转换方面显示出良好的稳定性/耐久性以及自我完善机制,并且在超过10000个连续工作循环中未观察到电信号输出衰减。此外,该电纺纳米纤维在不同波长的激光激发下发出不同的荧光颜色。这种生态友好型生物纳米纤维结合了高剪切压电响应和多色光致发光性能,期望将来可以作为自供电生物传感器或生物压电纳米发电机应用在瞬态电子和植入式医疗设备等方面。