锌基材料作为生物可降解新型金属基材料已经成为生物材料领域的研究热点，在骨内固定、骨缺损原位修复以及额面修复等医疗领域体现出了良好的应用前景。然而现阶段生物可降解锌基材料存在力学性能不足、降解周期较长（大于两年）与生物相容性低于镁基材料等问题。新一代生物可降解锌基复合材料的开发已经被认为是改善锌基体力学性能、调控腐蚀降解速率、提高生物相容性、赋予材料以功能性（促成骨性能、抗菌性能等）的一种有效手段。但是由于锌基体与复合材料增强体之间的润湿性能不佳，导致界面结合性能较差，严重损害了生物可降解锌基复合材料服役期间的力学完整性与腐蚀速率适配性。

针对此问题，天津理工大学刘德宝教授课题组开发出了一种氧化亚铜诱导原位润湿策略，在锌银合金基体与增强体之间引入一种原位生成的氧化锌中间层，从而增强锌银合金基体与增强体之间的界面结合性能、改善复合材料的力学性能。与此同时，单质铜与氧化锌作为原位反应产物与合金元素银可以形成协同抗菌作用，从而赋予复合材料以优异的抗菌特性，获得兼具高强度与抗菌特性的生物可降解锌银基复合材料。相关文章以“Interfacial strengthening and antibacterial behavior in an ultrafine-grained Zn-Ag-based biocomposites fabricated by the Cu₂O-induced in situ wetting approach”为标题发表在Journal of Materials Science & Technology。本文的第一作者为硕士研究生王潇，孙小淏讲师与刘德宝教授为共同通讯作者。

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本研究针对锌基复合材料中增强体与基体间界面性能不佳的关键问题，通过以氧化亚铜颗粒改性石墨烯为增强体，开发出一种新的氧化亚铜原位润湿策略。在烧结致密化的同时氧化亚铜与锌基体发生氧化还原反应，在增强体与基体间原位形成纳米氧化锌中间层从而改善增强体与锌基体间的界面性能。与此同时，氧化亚铜与锌基体的原位反应还会产生单质铜，而单质铜作为合金元素可以同锌基体完成合金化获得锌铜合金。换而言之，这种新的原位润湿策略可以通过一步法完成锌基体的合金化与复合化，并且有效改善锌基体与增强体之间的界面结合性能。

结果表明，烧结后1Cu₂O-GO/Zn-2Ag复合材料中的Zn基体与GO增强体之间原位生成了ZnO中间相，这种ZnO中间相与GO以化学键形式链接，并与Zn基体产生了紧密的界面结构。因此，通过ZnO中间相，增强体与基体的界面结合能力得到了有效改善。EBSD分析表明，1Cu₂O-GO/Zn-2Ag复合材料展现出亚微米级的晶粒尺寸，平均晶粒尺寸为360 nm。良好的界面性能、细化的晶粒尺寸与铜元素的原位合金化使1Cu₂O-GO/Zn-2Ag复合材料展现出优异的力学性能，极限拉伸强度达到344.0 MPa，屈服强度达到314.0 MPa，断裂伸长率达到15.5%，满足骨替代材料临床应用的力学性能要求。在另一方面，1Cu₂O-GO/Zn-2Ag复合材料可以在腐蚀降解过程中释出富银纳米颗粒、锌离子、铜离子与氧化石墨烯，从而形成协同抗菌作用，对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌均产生了明显的抗菌效果。

综上所述，本文中提出的氧化亚铜改性石墨烯诱导原位界面润湿策略不仅适用于锌银合金系统，还适用于各种以锌为主元的锌合金系统或以锌为合金元素的其他合金系统中。该方法在改善锌基体与增强体之间界面性能的同时，还能获得亚微米级的晶粒细化效果，从而大幅度提高锌基复合材料的力学性能。因此，今后利用该方法研究开发生物可降解锌合金基复合材料具备良好的前景与科学价值。

*感谢论文作者团队对本文的大力支持。