记者24日获悉，西安交大李飞教授和徐卓教授及其合作者在弛豫铁电单晶材料高性能化研究方面取得了重大突破，研发设计钐掺杂的铌镁酸铅-钛酸铅压电单晶，大幅度提高了弛豫铁电单晶的压电和介电性能，其研究成果于今年4月在国际权威期刊《科学》上发表。此外，西安交通大学近期还在低温等离子体辅助肿瘤治疗手段、多材料3D打印结构粘接技术等领域取得多项进展和突破。

弛豫铁电单晶1997年发现以来，被认为是压电陶瓷问世半个多世纪以来压电材料取得的革命性突破，大幅度提升了压电材料的性能和医疗超声的成像分辨率。然而，随着人们对医疗超声系统精度需求的不断提升，如何进一步提高弛豫铁电单晶的压电和介电性能，成为这20多年来，国内外科学家广泛关注的重要科学问题。

西安交大研究团队与美国宾夕法尼亚州立大学、澳大利亚伍伦贡大学、美国北卡州立大学等单位合作，设计并生长了钐掺杂的铌镁酸铅-钛酸铅压电单晶，成功将“增强的局域结构无序性”“准同型相界”和“工程畴结构”三种高压电效应的起因有机结合，大幅度提高了弛豫铁电单晶的压电和介电性能，压电系数最高达4000皮库伦每牛顿以上，介电常数达12000以上，较之非掺钐的同组分的铌镁酸铅-钛酸铅压电单晶的性能提高约一倍。

同时，利用钐元素在晶体生长过程中的分凝特点，优化了单晶棒性能的均匀性，为高频医疗超声探头和高精度与大位移压电驱动器奠定了新的压电单晶材料基础。基于第一性原理计算，研究团队还发现，钐掺杂的铌镁酸铅-钛酸铅晶体相变温度下降很可能是由于钐掺入而随之产生的铅空位所致。这一发现将为今后进一步优化弛豫铁电单晶的综合性能提供理论参考。

记者还了解到，西安交大电气学院张冠军教授、常正实副教授与医学部石兴民副教授联合研究团队将低温等离子体与临床抗肿瘤化疗药物替加氟相结合，显著降低了细胞DNA复制的能力，获得了良好的肿瘤细胞增殖抑制效果，为低温等离子体辅助肿瘤治疗提供了新思路。该成果近日在国际著名期刊《等离子体过程与聚合物》上发表并被选为期刊封面文章。

胰腺肿瘤是一种恶性程度高、诊断和治疗都很困难的消化道恶性肿瘤。胰腺肿瘤早期的确诊率不高，手术死亡率较高，而治愈率很低，号称“肿瘤之王”。目前治疗以外科手术为主，结合放、化疗治疗。然而胰腺肿瘤对放疗敏感性低，化疗主要用于降低手术后复发几率，且两者的副作用大，杀灭肿瘤细胞的同时也杀灭了正常细胞。

西安交大张冠军教授带领研究团队长期致力于低温等离子体特性以及在生物医学领域的应用研究，包括微生物灭活、肿瘤细胞抑制、创伤愈合、食品杀菌保鲜等方面。他们将低温等离子体与临床抗肿瘤化疗药物替加氟相结合，对体外培养的人源胰腺肿瘤细胞进行协同处理，大幅降低了替加氟使用剂量，等离子体协同替加氟显著降低了细胞DNA复制的能力，获得了明显的肿瘤细胞增殖抑制效果。

此外，西安交大科研团队在多材料3D打印技术研究上的突破也引起关注。多材料3D打印结构粘接问题解决一直以来是困扰业界的一个难题。西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室、航天航空学院软机器实验室研究人员与美国工程院院士、哈佛大学锁志刚教授日前合作提出一种软结构3D打印的强韧粘接技术，实现了具有超强界面粘接的水凝胶/弹性体亲疏水异质结构的打印。

西安交大科研课题组将连接引发剂溶于弹性体材料中，分别调节弹性体预聚液和水凝胶预聚液的黏度，将两者以任意顺序打印在一起，然后引发聚合反应，形成具有强韧粘接的水凝胶/弹性体复合体。不同于常规的表面改性，采用本体改性的策略，打印试样的粘接性能可达5000J/m2以上，有效解决了多材料打印结构的界面粘接性能差的难题。

原文刊发于2019年4月25日西安日报04版

报道链接：http://epaper.xiancn.com/newxarb/html/2019-04/25/content_378593.htm