导读

近期，Adv. Funct. Mater.、Adv. Mater.、Chem. Eng. J.、Bioact. Mater.等国际顶级期刊连续发表多项微流控领域最新成果，涵盖MXene基光热驱动材料、血管化骨痂类器官、宽温域相变储能微胶囊、气体递送抗感染水凝胶等方向。本期精选这4篇顶刊论文，带你快速了解最新研究思路、核心创新点及关键性能数据。

1、Adv. Funct. Mater.：微流控构筑补丁状 MXene核壳颗粒，实现超低负载光热形状记忆驱动

➣挑战：具有远程驱动能力的形状记忆聚合物在软体机器人、自适应结构和生物医学器件领域展现出巨大的应用潜力，然而，高效的光热驱动仍然受到颗粒聚集、局部热热点和能量利用率低等问题的制约。

➣方法：新加坡国立大学Daria V. Andreeva教授、Kostya S. Novoselov教授团队，提出一种微流控结构工程策略：用流动聚焦微流控将Ti₃C₂Tₓ MXene纳米片组装成包裹聚合物核的7–10 nm补丁状壳层，既抑制纳米片重堆叠，又最大化可及的光热界面。

➣创新点1：将这些颗粒掺入聚乳酸中，可使复合材料在近红外光照射（850 nm，1.8 W cm⁻²）下于10 s内达到玻璃化转变温度。MXene负载量仅0.0024 wt%时，复合材料在25秒内即可实现约95%的形状恢复；而直接分散MXene的复合材料则表现出局部过热，150秒后形状恢复率仅约63%。

➣创新点2：蒙特卡洛光子传输与有限元热仿真结果表明，补丁状壳层将光热界面空间分散到整个基体，提升光子捕获与体相产热；该工作证明微流控可规模化制备功能颗粒结构，为下一代远程驱动智能复合材料提供了新范式。

https://doi.org/10.1002/adfm.79160

2、Adv. Mater.：液滴微流控制备硅酸盐工程化微球，刺激血管化骨痂类器官促成骨

➣挑战：能重现原生骨折骨痂的类器官可在骨缺损内自发形成骨化中心，为快速骨修复带来希望；但现有骨痂类器官普遍缺乏功能性血管网络和适宜的力学微环境，且制备难以规模化、均一性差。

➣方法：中国科学院上海硅酸盐研究所吴成铁研究员、马红石副研究员团队，建立了一种液滴微流控平台，用于高通量生成形态依赖性硅酸镁工程化复合水凝胶微球，从而实现血管化骨痂类器官的均一构建。形态依赖性硅酸镁能够调控复合水凝胶的整体力学性能和内部应力分布。

➣创新点1：体外实验表明，经硅酸镁纳米管调控的骨痂类器官显著促进了软骨和成骨分化，并形成了稳定的内皮细胞网络和矿化结构。硅酸镁纳米管工程复合水凝胶（2NT-GM）为骨痂类器官提供了良好的力学微环境，从而激活力学信号转导相关通路，促进类器官的发育。

➣创新点2：在大鼠股骨髁临界尺寸骨缺损模型中，2NT-GM调控的血管化骨痂类器官显著促进了血管网络的形成，并在植入后6周内加速了骨缺损中心的骨再生。

https://doi.org/10.1002/adma.75339

3、Chem. Eng. J.：微流控制备四区梯度相变微胶囊，实现宽温域连续热缓冲

➣挑战：精确控制微胶囊相变材料的粒径和相变温度对于多级热管理至关重要。在-25~5℃的宽温域（如高寒工程）下，单一相变材料只能在狭窄温度点附近缓冲；传统方法制得的微胶囊粒径分布宽，难以建立粒径-热性能的定量关系。

➣方法：西南交通大学陈德副教授团队用三维共流微流控芯片，通过调节内外相流速比把微胶囊粒径精确控制在80–170 μm；选用四种芯材以覆盖四个目标温区，其相变温度分别为 5.47、−3.71、−10.34、−16.88 ℃，潜热分别为 186.61、176.80、195.70、173.63 J/g。

➣创新点1：研究揭示粒径-性能呈边际递减关系，115 μm为最优粒径；微流控先完成精确建模，再把最优参数平移到原位聚合实现公斤级放大，打通从“精密建模”到“规模化生产”的路径。

➣创新点2：-30℃冷却实验中，四区体系在5.77、0.00、-3.35、-10.27、-17.04℃形成5个连续缓冲平台，比单组分体系延长热缓冲时间41–52%（10%掺量下最大提升51.8%）；级联放热把大温降拆成多个小梯度阶段，降低热流冲击。

➣创新点3：以种子发芽为生物指标，10%掺量体系下禾本科/菊科发芽率达73.8%/63.0%，比对照高约42%；全生命周期碳排放仅为传统材料的6.55%。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.181487

4、Bioact. Mater.：温和光热响应水凝胶递送H₂Se，用于糖尿病骨髓炎抗感染与骨修复

➣挑战：糖尿病骨髓炎在高血微环境下会加剧，导致细菌感染增加和骨组织破坏，从而增加截肢风险。由于抗生素耐药性日益增强和生物膜屏障的存在，目前的抗生素疗法疗效有限。

➣方法：武汉大学中南医院喻爱喜教授团队联合武汉理工大学戴红莲教授团队，以Fe₃O₄纳米颗粒为光热载体负载H₂Se供体TDN1042，用微流控制备硫辛酸改性明胶（Gel-LA）微凝胶；原位注射后光交联成TF@GL水凝胶，在808 nm近红外下实现三重调控。

➣创新点1：一胶三效。首先，温和光热疗法促进H₂Se释放，打破细菌代谢稳态并溶解生物膜；其次，H₂Se清除过量活性氧（ROS），减轻细胞死亡，同时抑制炎症通路（NF-κB和NLR）。最后，TF@GL水凝胶通过激活TGF-β/BMP成骨通路促进成骨分化，其多孔结构则有助于细胞迁移和营养物质扩散，从而加速骨修复。

➣创新点2：气体递送与可控光热时空协同，在同一系统内集成抗菌、抗氧化与促成骨三重功能，为糖尿病骨髓炎提供了一体化治疗策略。

https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2026.04.041

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