生物材料的铁电性是生物与物理领域的结合,在生物传感、疾病诊断和治疗方面具有巨大潜力。从20世纪50年代Fukada发现木材中的压电特性开始,生物材料的铁电性开始受到关注。随着现代实验技术的进步,发现了诸多生物材料具有压铁电性压,如骨骼、主动脉壁、指甲、牙齿、贝壳和肽纳米管等。然而生物材料结构复杂使得其铁电转换的一般原理还缺乏研究。甘氨酸是最简单的氨基酸,也是构成生物材料的基本单元,因此对甘氨酸铁电性质的研究是生物铁电性理论研究的重要开始。本课题基于密度泛函理论和现代极化理论计算了甘氨酸的铁电极化值。计算表明γ-甘氨酸在300 K时的自发极化约为70.86C?cm^-2。此外我们提出了全新的晶体电荷计算方法（PCC）并进行了系统地分子动力学模拟研究,模拟表明γ-甘氨酸的居里温度和矫顽电场分别为630 K和1 V·nm^-1,与实验证据一致。铁电切换的微观机理研究表明其铁电畴壁运动符合经典的KAI模型。本课题工作揭示了生物材料甘氨酸的铁电性质和铁电切换微观机理,这是生物材料铁电性研究的重要基础,将有助于新型生物铁电材料在生物、医疗、物理等领域的设计和应用工作。