自2019年底中南大学粉末冶金国家重点实验室周科朝、张斗团队引进英国巴斯大学“玛丽居里学者”张妍教授以来，该团队与合作者在介电聚合物与铁电材料的能量采集、传感、驱动、催化与医用等领域取得新进展，陆续在 Joule、Nanoscale Advances、Advanced Materials、iScience 等多个国际权威期刊发表论文，中南大学为上述论文的第一完成单位。

环境中存在大量未被利用的机械能和热能，基于铁电材料的力-电和热-电转换效应，将这些废弃的机械能和热能收集后可转换为电能，直接用于电解水制氢、消毒杀菌及CO₂分解等电化学反应。团队构筑了废弃能量收集转换的电化学系统，阐明了铁电电化学的工作原理及其增效机制，实现了染料降解、化学制氢和CO₂还原等高附加值化学品的有效制取。相关成果相继发表在 Joule、Nanoscale Advances、iScience，张妍为第一作者或通讯作者。

聚合物基介电材料由于其刚度低、稳定性良好，广泛用于传感和能量采集等柔性电子元器件，此外自愈合介电材料在软体机器人和能量收集领域也具有巨大的应用潜力。团队设计了极化强度高且介电常数低的极性硼烷基聚合物，在应力传感和低品位热能采集等应用展示了一定的优势。在前期自愈合介电驱动器的研究基础上，对高电场与大应力的工况下介电材料的失效行为与自愈合机制进行了综合研究。相关成果相继发表在 Angewandte Chemie International Edition 和 Matter，张妍为第一作者，英国巴斯大学Chris Bowen教授和David Carbery教授，英国华威大学Chaoying Wan副教授为共同通讯作者。

生物压电能够响应机械刺激在生物体内产生压电效应从而对细胞生长发育、增殖分化等生理行为进行调控，已广泛用于生物传感、组织再生、癌症治疗等领域。往生物体内引入无毒/低毒压电材料可以实现原位的力/热能与电能的转换或直接的催化反应，通过外场对生物体提供一定频率的动态应力或温度波动，活性氧自由基，不仅可作为心跳、呼吸和血压等健康监测，还可以用于杀菌抗污、新骨生成和癌/肿瘤细胞氧化损伤等医学辅助治疗。在前期生物领域的研究基础上，从材料的结构、合成和生物医学应用三个方面对压电材料在生物领域的应用进行了综合研究，该成果于近期发表在国际顶级期刊 Advanced Materials，题为“Construction of bio-piezoelectric platforms: from structures and synthesis to applications”，硕士生徐倩倩和高新宇为共同第一作者，张妍和化学化工学院陈万松副教授为共同通讯作者。

图为生物压电材料及其应用