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  納米復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)的納米復合材料，但在功能集成與微納結(jié)構(gòu)精準控制方面仍存在局限。

  近年來，雜化納米顆粒與納米復合材料因其獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計與可編程功能特性，逐漸成為材料科學研究的前沿熱點。這類材料通過將無機組分（如金屬納米顆粒、金屬氧化物、量子點等）與有機分子（如聚合物、生物配體）精準整合，實現(xiàn)了傳統(tǒng)材料難以企及的性能突破。在生物醫(yī)學領(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；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。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)計的自由度。近日，昆士蘭大學澳大利亞生物工程與納米技術(shù)研究所（AIBN）喬瑞瑞博士團隊在《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合技術(shù)，并重點探討了3D打印在生物醫(yī)學、柔性電子、軟體機器人與水處理等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。文章指出，新興3D打印技術(shù)不僅實現(xiàn)了微納尺度的構(gòu)建精度，還為個性化醫(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)計和閉環(huán)回收系統(tǒng)等創(chuàng)新技術(shù)有望進一步推動納米復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張力文博士及黃續(xù)民博士生。

液態(tài)金屬納米復合材料的創(chuàng)新應(yīng)用

  除了綜述研究外，喬瑞瑞團隊近年來在3D打印納米復合材料領(lǐng)域取得重要進展，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)建出具有低機械強度、優(yōu)異光熱響應(yīng)及形狀記憶能力的高分辨率復合材料（Nat Commun. 2023, 14(1), 7815）。進一步研究發(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打印軟體機器人中用于實現(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，該團隊還系統(tǒng)評述了納米材料與3D打印技術(shù)結(jié)合在生物醫(yī)學中的最新進展（J. Mater. Chem. B, 2022, 10(37), 7473-7490），并探索了通過整合無機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