【Interdisciplinary Materials】2022年第4期正式上线！

超声医学技术因其安全、快速、低成本等优点而被广泛应用。随着生物医学纳米技术的飞速发展，微纳气泡作为超声造影剂，不仅在超声影像诊断中具有重要价值，在药物递送中也展现出广阔的应用前景。与微气泡相比，纳米气泡 (NBs) 因具有更小的尺寸和更长的循环半衰期，在设计获得高效药物递送系统中具有优势。中国科学院顾宁院士团队总结概括了NBs的基本原理，包括分类、稳定机理和制备方法等。进一步地，对基于NBs的药物递送策略，包括直接递送、协同递送、靶向递送和刺激响应递送进行了系统的综述和讨论。重点介绍了基于NBs的药物递送系统在肿瘤诊治、脑部给药和血管疾病诊疗三个方面的主要应用。最后，讨论了基于NBs的药物递送系统面临的挑战和未来发展方向。

瑞士联邦材料科学与技术研究所（Empa）G. Nyström、山东大学、武汉理工大学合作研究团队刊发用于多功能传感和电磁干扰屏蔽的仿生纤维素集成MXene水凝胶的研究成果。研究人员受贻贝分泌物的启发，在碱性条件下，通过钙离子与聚丙烯酸和纤维素纳米纤维的螯合作用，将Ti3C2Tx MXene纳米片整合到水凝胶框架中，设计并制备了一种可打印、自愈合和生物相容的MXene复合水凝胶。基于该导电水凝胶所制备的可穿戴多功能传感器集成了应变传感、声音传感、书写检测和莫尔斯电码传输的多功能。此外，该多功能水凝胶还表现出高效的电磁干扰屏蔽性能（在厚度为2.0 mm时，达到30 dB以上）,可以保护电子产品和人体免受电磁辐射和污染。

新加坡国立大学何超斌教授团队与东南大学机械工程学院陈云飞、吕之阳教授团队发表了关于多种PDMS复合材料的3D打印构筑与磁驱动4D打印应用研究。作者采用墨水直写打印技术发展了多种PDMS复合材料打印体系，包括碳（活性炭）、金属（Fe和Cu）和陶瓷（Al2O3和高岭石）等功能性填料，并可控地调变复合材料的机械、热机械和磁性质；设计并构筑了可编程的微结构，包括电池壳、拼布和任意陶瓷结构，并开发了磁驱动4D打印新功能；首次报道了磁驱动4D打印电池，可以通过外部磁场控制电池工作。该研究为PDMS 复合材料提供了的一种非常简单的制造成型工艺，并且拓宽了4D打印新应用，例如植入电池、水下软体机器人和定制化生物医学器件等。

在生物系统中，能够广泛观察到具有应力/应变调节功能的机械互锁结构（例如甲虫的翅膀）。受到该种结构启发，美国科学院院士D. Truhlar、武汉理工赵焱、四川大学毛健团队制备了具有仿生机械互锁结构的多孔石墨烯@SiO2高性能锂电负极材料。该种仿生结构能够将SiO2中产生的应力有效地传递到多孔石墨烯上，以此实现SiO2的剥落和粉化。SiO2中应力/应变的降低同时带来了有益的机械-电化学耦合效应，即在循环过程中维持了电化学活性相（LixSi）的量，并促进了Li+的扩散。因此，该电极在经过8000次循环后比容量表现出轻微的衰减；在电流密度为5A/g时，比容量高达1200 mA h g−1。本研究为设计具有大体积膨胀的高性能Li+/Na+/K+/Al3+等负极材料提供了一种新思路。

华侨大学魏展画&谢立强团队发表了以一体的双层In2O3作为界面材料制备高性能钙钛矿太阳能电池的研究成果。该研究利用In3+的水解性质，通过在基底上旋涂In(NO3)3前驱体溶液，在SnO2与钙钛矿界面之间制备出一体化的双层In2O3，这种结构由一层致密In2O3和一层纳米级棒状结构In2O3组成。由于In2O3本身优越的光电性质以及棒状结构的存在增加了电子传输层与钙钛矿的接触面积，制备出的器件的光电转化效率达到23.87%。同时，由于改善了电子提取的，抑制了载流子在界面上的复合，填充因子提升到82.14%。此外，优化后的器件具有良好的可重复性，并表现出优异的运行稳定性，在最大功率点工作超过500小时后，仍能保持80%以上的初始效率。

自然界的植物进行光合作用过程中，通过植物茎内的定向结构，将水分和营养成分从根部运输到叶部，同时伴随着水分的不断蒸发，营养成分（包括各种金属离子）会在植物体内不断富集（图1）。受植物中取向结构增强水和金属离子运输能力的启发，中国科学技术大学俞书宏院士、陈立锋教授团队利用资源丰富、成本低廉的生物质基前驱材料，借助冰模板法开发出一种生物质基仿生取向非对称结构光热水蒸发器。该蒸发器下部由钙化羧甲基纤维素/海藻酸钠(CCA)纳米复合材料组成，上部由CCA与聚吡咯层(CCAP)共混而成，有效利用了定向纳米结构的高效传质传输性质和海藻酸根的配位能力进而实现金属离子的高效富集。该生物质基仿生取向非对称结构蒸发器表现出328 W m-1 K-1的低热导率和2.3 kg m-2 h-1的高蒸汽再生速率，优于以前报道的其它定向生物质蒸发器。此外，该蒸发器采用生物质前驱体材料，降低了清洁饮用水再生过程对水生态环境的影响。本研究为实现无重金属离子饮用水再生提供了一种高效、绿色、可持续的途径。