MXenes——一类早期过渡金属的二维（2D）碳化物、氮化物、碳氧化物和碳氮化物——具有高机械和电学性能以及优异的光热转换、生物相容性和骨诱导性[1–4]。从MXene薄片生产高性能纳米复合材料对于柔性电极、电磁干扰（EMI）屏蔽和生物医学等多样应用具有重要意义[5–7]。已经开发了多种湿法化学方法，如逐层组装、真空过滤、刮刀涂布、湿法纺丝和超铺展，用于将MXene薄片组装成宏观纳米复合材料[2,3,6]。尽管MXene薄片已在聚合物基体中良好分散，但干燥过程中溶剂的蒸发不可避免地会诱导MXene薄片的毛细管收缩，导致其起皱并形成空隙[2,8–10]。这些空隙缺陷阻碍了相邻MXene薄片之间的应力和电子传递，显著降低了MXene纳米复合材料的宏观性能，限制了其实际应用。因此，将MXene薄片组装成高性能纳米复合材料仍然极具挑战性。
最近，北京航空航天大学的程群峰教授团队与北京大学口腔医院邓旭亮教授团队合作，在高性能MXene纳米复合材料的制备方面取得了突破性进展，相关成果发表于《自然》杂志[11]。在这项工作中，通过连续桥接氢键和离子键来限制碳化钛MXene薄片在干燥和冷冻过程中其结构的毛细管收缩（图1a），从而制备出具有优异成骨性能的超强MXene薄膜。首先，通过将MXene薄片和丝胶（SS）分子组成的均质溶液通过卷对卷辅助刮刀涂布（RBC）组装成氢键桥接的MXene（HBM）薄膜。然后，将HBM薄膜浸入ZnCl2溶液中与Zn2+桥接，获得连续桥接的MXene（SBM）薄膜。SBM薄膜的生产工艺具有可扩展性，图1b展示了一卷SBM薄膜。
图1：(a) SBM薄膜生产过程中的结构演变示意图。
(b) 一卷SBM薄膜的照片。比例尺，10厘米。
(c) 湿态和干态MXene及SBM薄膜的Herman取向因子。
(d) 使用纳米级X射线计算机断层扫描重建的MXene和SBM薄膜的三维空隙微结构。比例尺，1微米。
(e) MXene和SBM薄膜的典型拉伸应力-应变曲线。
(f) 对照组和SBM组大鼠颅骨缺损区域在骨修复8周后的显微计算机断层扫描图像。比例尺，5毫米。经[11]授权转载。
总之，程群峰和邓旭亮等人[11]的研究在聚合物二维纳米复合材料和骨组织工程领域取得了里程碑式的成果，其通过连续桥接创新性地生产出了具有优异成骨性能的超强MXene薄膜。这项开创性工作为使用湿法化学方法从其他一维和二维纳米材料生产高性能纳米复合材料提供了新的指导。此外，这项工作还开创了MXene薄膜在临床骨修复中的新应用，并将启发安全、高效且低成本的骨再生材料的设计与制造。
https://doi.org/10.1093/nsr/nwae432
这篇文献的创新点可以总结为以下几点：
1. 创新的SBM薄膜制备方法
·文献提出了一种创新的SBM（Sequential Bridged MXene）薄膜制备方法，该方法通过顺序桥接氢键和离子键来限制钛碳化物MXene片层在干燥和冷冻过程中的毛细管收缩，从而制得超强MXene薄膜。
2.优异的力学性能和结构特性
通过该方法制备的SBM薄膜具有优异的力学性能和结构特性，如高拉伸强度（755MPa）和高韧性（17.4MJ m⁻³），这些性能显著优于之前报道的MXene复合薄膜。
SBM薄膜的孔隙率较低（4.3%），远低于纯MXene薄膜（16.5%），表明其结构更加紧密和有序。
3.在骨组织工程中的新应用
文献首次展示了SBM薄膜在骨再生方面的应用潜力。由于MXene片层和丝胶（SS）分子的良好生物安全性，SBM薄膜与骨源性间充质干细胞（BMSCs）高度生物相容。
当植入大鼠颅骨缺损部位时，SBM薄膜不仅提供良好的屏障作用，还能诱导M2巨噬细胞极化、减轻炎症，并显著促进BMSCs的增殖和成骨分化。
实验结果显示，SBM组大鼠颅骨缺损区域的骨组织体积/总体积（BV/TV）高达77.4%，骨矿物密度为692 mg cm⁻³，表明SBM薄膜在骨再生方面优于商业引导骨再生膜。
4.对纳米复合材料制备的启示
该研究不仅为MXene薄膜的制备提供了一种新方法，还为其他一维和二维纳米材料通过湿化学方法制备高性能纳米复合材料提供了新的思路。
综上所述，这篇文献在SBM薄膜的制备方法、力学性能、结构特性以及骨组织工程应用等方面均取得了显著的创新成果。