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华南理工孙大文院士团队食品顶刊发文:海洋来源的海藻酸盐树状胶体与甲壳素纳米晶构筑的具水泥-砂浆结构的超强绿色塑料

放大字体  缩小字体 发布日期:2025-10-24  来源:华南理工大学  浏览次数:961
 近期,华南理工大学现代食品工程研究中心孙大文院士团队在国际期刊《Food Hydrocolloids》(Q1,中科院1区,IF2024=12.4)发表了题为“Ultra-Strong Green Plastics from Marine-Sourced Alginate Dendritic Colloids and Chitin Nanocrystals with a “Cement–Mortar” Structure”的研究论文(DOI:10.1016/j.foodhyd.2025.112142)。华南理工大学孙大文院士为唯一通讯作者,第一作者为博士研究生张夕佳。

石化塑料日益加剧的环境负担迫切需要兼具强度、柔韧性和防水性的可生物降解替代品。本研究将源自海洋资源的海藻酸钠与甲壳素纳米晶体整合,制备出超强绿色塑料。通过微波辅助氯化铁六水合物水解法可持续制备甲壳素纳米晶,并调控脱乙酰化反应优化表面电荷密度,以增强与海藻酸钠间的氢键及静电作用。同时提出环境友好的超高速剪切均质化技术制备藻酸盐树状胶体,其作为柔性节点与刚性纳米晶共同构建水泥-砂浆结构体系,实现协同增强效果。这种支化的胶体网络具有更好的分散性和空间连通性,易在薄膜内部形成致密的物理支撑框架。与纯海藻酸钠薄膜相比,该种生物塑料的拉伸强度、断裂伸长率和杨氏模量分别提升196.03%、150.80%和44.41%。流变学与等温滴定量热分析证实了静电平衡与胶体网络的关键作用。膜在保持透明性和生物降解性的同时,展现出增强的热稳定性、耐水性及阻隔性能。该可扩展策略为海洋资源基包装薄膜提供了可调界面,解决了多糖材料中长期存在的强度-延展性权衡问题,为生态塑料发展带来希望。

原文链接https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.112142
13-25-18-52-1
 
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