图 高强度骨再生碳化钛薄膜的连续化制备。（a）制备过程示意图；（b）拉伸强度、韧性和电磁屏蔽性能；（c）体内成骨效率；（d）微环境调控成骨机制

　　在国家自然科学基金项目（批准号：52125302、22075009、52350012、82201021、U22A20160、82221003、52003011、52373066、81991505）等资助下，北京航空航天大学程群峰教授团队和北京大学口腔医学院邓旭亮教授团队在高分子二维纳米复合材料领域取得新进展，开发了卷对卷辅助刮涂结合界面桥联的新策略，实现了高性能MXene纳米复合薄膜材料的连续化制备，开辟了MXene纳米复合薄膜材料在骨再生领域的应用。该研究不仅为其他二维纳米材料的高性能规模化组装及应用研究提供了新思路，也为新型临床骨再生材料的研发开辟了新方向。相关研究成果以“高强度骨再生碳化钛薄膜的连续化制备（Scalable ultrastrong MXene films with superior osteogenesis）”为题，于2024年10月31日在线发表在《自然》（Nature）上。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-08067-8。

　　石墨烯、碳化钛MXene等二维纳米材料具有优异的力学、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。尽管刮涂、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，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，限制了其实际应用。

　　基于此，研究团队创新性地开发了卷对卷辅助刮涂结合有序界面桥联的新策略（图），通过有序界面桥联抑制MXene纳米片在干燥过程中的毛细收缩，从而规整密实组装MXene纳米片，实现了高性能MXene纳米复合薄膜的连续化制备。相比于文献报道的其他MXene薄膜材料，桥联MXene薄膜具有更高的拉伸强度（755 MPa）、韧性（17.4 MJ m-3）和比电磁屏蔽性能（78,000 dB cm2 g-1）。同时，桥联MXene薄膜比商用引导骨再生薄膜具有更高的体内成骨效率（77.4%），在临床骨修复领域具有重要应用前景。此外，研究团队创新性地从抗炎和免疫调节方面揭示了桥联MXene薄膜的高效促成骨机制，这种独特的微环境调控成骨机制，为发展新型骨再生材料提供了理论指导。