鋅基材料作為生物可降解新型金屬基材料已經成為生物材料領域的研究熱點，在骨內固定、骨缺損原位修復以及額面修復等醫療領域體現出了良好的應用前景。然而現階段生物可降解鋅基材料存在力學性能不足、降解周期較長（大于兩年）與生物相容性低于鎂基材料等問題。新一代生物可降解鋅基復合材料的開發已經被認為是改善鋅基體力學性能、調控腐蝕降解速率、提高生物相容性、賦予材料以功能性（促成骨性能、抗菌性能等）的一種有效手段。但是由于鋅基體與復合材料增強體之間的潤濕性能不佳，導致界面結合性能較差，嚴重損害了生物可降解鋅基復合材料服役期間的力學完整性與腐蝕速率適配性。

針對此問題，天津理工大學劉德寶教授課題組開發出了一種氧化亞銅誘導原位潤濕策略，在鋅銀合金基體與增強體之間引入一種原位生成的氧化鋅中間層，從而增強鋅銀合金基體與增強體之間的界面結合性能、改善復合材料的力學性能。與此同時，單質銅與氧化鋅作為原位反應產物與合金元素銀可以形成協同抗菌作用，從而賦予復合材料以優異的抗菌特性，獲得兼具高強度與抗菌特性的生物可降解鋅銀基復合材料。相關文章以“Interfacial strengthening and antibacterial behavior in an ultrafine-grained Zn-Ag-based biocomposites fabricated by the Cu₂O-induced in situ wetting approach”為標題發表在Journal of Materials Science & Technology。本文的第一作者為碩士研究生王瀟，孫小淏講師與劉德寶教授為共同通訊作者。

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本研究針對鋅基復合材料中增強體與基體間界面性能不佳的關鍵問題，通過以氧化亞銅顆粒改性石墨烯為增強體，開發出一種新的氧化亞銅原位潤濕策略。在燒結致密化的同時氧化亞銅與鋅基體發生氧化還原反應，在增強體與基體間原位形成納米氧化鋅中間層從而改善增強體與鋅基體間的界面性能。與此同時，氧化亞銅與鋅基體的原位反應還會產生單質銅，而單質銅作為合金元素可以同鋅基體完成合金化獲得鋅銅合金。換而言之，這種新的原位潤濕策略可以通過一步法完成鋅基體的合金化與復合化，并且有效改善鋅基體與增強體之間的界面結合性能。

結果表明，燒結后1Cu₂O-GO/Zn-2Ag復合材料中的Zn基體與GO增強體之間原位生成了ZnO中間相，這種ZnO中間相與GO以化學鍵形式鏈接，并與Zn基體產生了緊密的界面結構。因此，通過ZnO中間相，增強體與基體的界面結合能力得到了有效改善。EBSD分析表明，1Cu₂O-GO/Zn-2Ag復合材料展現出亞微米級的晶粒尺寸，平均晶粒尺寸為360 nm。良好的界面性能、細化的晶粒尺寸與銅元素的原位合金化使1Cu₂O-GO/Zn-2Ag復合材料展現出優異的力學性能，極限拉伸強度達到344.0 MPa，屈服強度達到314.0 MPa，斷裂伸長率達到15.5%，滿足骨替代材料臨床應用的力學性能要求。在另一方面，1Cu₂O-GO/Zn-2Ag復合材料可以在腐蝕降解過程中釋出富銀納米顆粒、鋅離子、銅離子與氧化石墨烯，從而形成協同抗菌作用，對大腸桿菌與金黃色葡萄球菌均產生了明顯的抗菌效果。

綜上所述，本文中提出的氧化亞銅改性石墨烯誘導原位界面潤濕策略不僅適用于鋅銀合金系統，還適用于各種以鋅為主元的鋅合金系統或以鋅為合金元素的其他合金系統中。該方法在改善鋅基體與增強體之間界面性能的同時，還能獲得亞微米級的晶粒細化效果，從而大幅度提高鋅基復合材料的力學性能。因此，今后利用該方法研究開發生物可降解鋅合金基復合材料具備良好的前景與科學價值。