Nature具有成骨性能的可规模化超强MXene薄膜

Nature具有成骨性能的可规模化超强MXene薄膜

石墨烯、碳化钛MXene等二维纳米材料具有优良的力学、电学、光热转换和生物相容性，在航空航天、柔性电子、生物医学等领域具有重要应用前景。如何将二维纳米材料连续化组装成宏观高性能纳米复合材料，是实现这些应用亟需解决的关键科学问题。

虽然刮涂、涂布、滴涂等方法初步解决了二维纳米材料分散、取向等问题，但是湿法组装过程中溶剂挥发诱导的毛细收缩，易造成二维纳米材料起皱，从而产生孔隙缺陷，大幅降低二维纳米材料层间载荷和电子传递能力，导致二维纳米复合材料的宏观力学和电学性能远低于预期值，且重复性差，限制了实际应用。

为了进一步实现高性能二维纳米复合薄膜材料的连续化制备，2024年10月30日，Nature报道研究人员通过将卷对卷辅助刀片涂层（RBC）与顺序桥接相结合，提出了一种制造高性能MXene薄膜的可扩展策略，这些薄膜在近红外照射下展现出良好的光热转换和成骨效率。

在该项工作中，研究人员首先将MXene纳米片和丝胶蛋白（SS）混合溶胶通过卷对卷辅助刮涂，连续化组装成氢键交联MXene（S-HBM）薄膜；然后浸泡在氯化锌（ZnCl2）溶液中进行离子交联，从而规模化制备有序交联MXene（S-SBM）薄膜。相比于文献报道的其他MXene薄膜材料，该SBM薄膜具有更高的拉伸强度（755MPa）、韧性（17.4 MJ m-3）和比电磁屏蔽性能（78,000 dB cm2g-1）。

此外，该SBM薄膜比商用引导骨再生（GBR）薄膜具有更高的体内成骨效率（8周新生骨体积分数高达77.4%），在临床骨修复领域具有重要应用前景。

文献名称：Scalable ultrastrong MXene films with superior osteogenesis

链接：DOI:10.1038/s41586-024-08067-8