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  納米復(fù)合材料通過將納米顆粒嵌入基體中，構(gòu)建出兼具結(jié)構(gòu)調(diào)控與多功能性能的新型材料體系。盡管傳統(tǒng)方法如物理共混、原位聚合、逐層組裝和溶膠-凝膠法等已廣泛應(yīng)用于制備結(jié)構(gòu)均一、性能可調(diào)的納米復(fù)合材料，但在功能集成與微納結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)控制方面仍存在局限。

  近年來，雜化納米顆粒與納米復(fù)合材料因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與可編程功能特性，逐漸成為材料科學(xué)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)。這類材料通過將無機(jī)組分（如金屬納米顆粒、金屬氧化物、量子點(diǎn)等）與有機(jī)分子（如聚合物、生物配體）精準(zhǔn)整合，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)材料難以企及的性能突破。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，功能化雜化納米顆粒已廣泛應(yīng)用于靶向藥物遞送和診療一體化平臺(tái)；在能源與環(huán)境領(lǐng)域，則展現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能與吸附能力。

  隨著研究的不斷深入，納米復(fù)合材料的制備技術(shù)正從傳統(tǒng)工藝向智能制造加速演進(jìn)。尤其是3D打印等增材制造技術(shù)的引入，使材料構(gòu)建從二維走向三維、從均質(zhì)趨向功能分區(qū)，極大拓展了材料設(shè)計(jì)的自由度。近日，昆士蘭大學(xué)澳大利亞生物工程與納米技術(shù)研究所（AIBN）喬瑞瑞博士團(tuán)隊(duì)在《Advanced Materials》期刊發(fā)表綜述文章“Fabrication of Organic/Inorganic Nanocomposites: From Traditional Synthesis to Additive Manufacturing”（Adv. Mater. 2025, 2505504），系統(tǒng)總結(jié)了從傳統(tǒng)合成策略到3D打印等前沿制造方法的納米復(fù)合技術(shù)，并重點(diǎn)探討了3D打印在生物醫(yī)學(xué)、柔性電子、軟體機(jī)器人與水處理等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。文章指出，新興3D打印技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了微納尺度的構(gòu)建精度，還為個(gè)性化醫(yī)療器械、柔性電子器件與環(huán)境友好型功能材料的開發(fā)提供了創(chuàng)新解決方案。當(dāng)前，該領(lǐng)域正朝著智能化、綠色化的方向快速發(fā)展，5D打印、AI輔助材料設(shè)計(jì)和閉環(huán)回收系統(tǒng)等創(chuàng)新技術(shù)有望進(jìn)一步推動(dòng)納米復(fù)合材料的性能突破和應(yīng)用拓展。文章第一作者是昆士蘭大學(xué)張力文博士及黃續(xù)民博士生。

液態(tài)金屬納米復(fù)合材料的創(chuàng)新應(yīng)用

  除了綜述研究外，喬瑞瑞團(tuán)隊(duì)近年來在3D打印納米復(fù)合材料領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，開發(fā)出一系列基于液態(tài)金屬納米顆粒的功能材料。首先，他們通過引入RAFT鏈轉(zhuǎn)移試劑，實(shí)現(xiàn)了液態(tài)金屬納米顆粒的單分散穩(wěn)定制備，并借助DLP 3D打印技術(shù)構(gòu)建出具有低機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)異光熱響應(yīng)及形狀記憶能力的高分辨率復(fù)合材料（Nat Commun. 2023, 14(1), 7815）。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這些顆粒在氧化和水解作用下可從球狀可控轉(zhuǎn)化為棒狀結(jié)構(gòu)，并結(jié)合其光熱響應(yīng)特性，展示了其在4D打印軟體機(jī)器人中用于實(shí)現(xiàn)物體抓取、釋放及雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)控制的潛力（Adv. Mater. 2024, 36(46), 2409789）。此外，該團(tuán)隊(duì)還系統(tǒng)評(píng)述了納米材料與3D打印技術(shù)結(jié)合在生物醫(yī)學(xué)中的最新進(jìn)展（J. Mater. Chem. B, 2022, 10(37), 7473-7490），并探索了通過整合無機(jī)納米材料和功能高分子提升光輔助3D打印水凝膠抗菌性能的新策略（Small Sci. 4 (8): 2400097）。

  原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202505504