近期，我校輕工科學與工程學院（柔性電子學院）強濤濤教授團隊圍繞多交聯(lián)果膠基食品包裝薄膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能研究方面取得重要進展，相關(guān)研究成果連續(xù)在國際頂級期刊Food Hydrocolloids上發(fā)表。

【成果1】具有高強度的可回收和生物可降解果膠基薄膜

強濤濤教授通過一種簡單且環(huán)保的策略，利用生物質(zhì)材料果膠為基體材料，丙酸鈣作為交聯(lián)劑和抗菌劑，并通過添加聚乙烯醇引入結(jié)晶域，制備出含有氫鍵、結(jié)晶域和離子鍵作為犧牲鍵的多交聯(lián)果膠基食品包裝薄膜（PT-CP/PVA）。不僅實現(xiàn)了天然生物資源的可持續(xù)和高價值利用，并為發(fā)展綠色生物質(zhì)基食品包裝材料提出了新的建議。

文章通過循環(huán)拉伸試驗證實了可犧牲鍵在果膠膜中的能量耗散作用，同時賦予了PT-CP/PVA薄膜優(yōu)異的力學性能，斷裂應力和斷裂應變最高可達到12.7 MPa和132%。PT-CP/PVA中形成的多交聯(lián)結(jié)構(gòu)可有效提高薄膜的耐水性，同時，丙酸鈣的引入使得PT-CP/PVA表現(xiàn)出良好的抗氧化能力以及抗菌性能，其保鮮性能可以與傳統(tǒng)的聚乙烯薄膜相媲美。此外，由于離子鍵、氫鍵和結(jié)晶域的動態(tài)可恢復性，PT-CP/PVA經(jīng)過3次循環(huán)測試后，仍可保持原有的力學性能，并且經(jīng)使用過后在自然土壤中可完全降解，因此可以作為一種無污染和可持續(xù)的食品包裝替代品應用于食品保鮮包裝領(lǐng)域。該成果發(fā)表于《Food Hydrocolloids》期刊上，全文鏈接https://authors.elsevier.com/sd/article/S0268-005X(22)00163-1。

【成果2】生物可降解和高強度的生態(tài)友好型果膠基塑料薄膜

為進一步提高果膠基薄膜的耐水性，強濤濤教授通過酸催化縮醛反應將香蘭素接枝到果膠鏈上，并在果膠基質(zhì)中引入Fe³⁺離子成功制備出了具有高強度、可耐水性和生物降解性果膠基塑料薄膜（PT-V/Fe³⁺）。

果膠基網(wǎng)絡中高密度的金屬配位鍵和氫鍵賦予了PT-V/Fe³⁺高的力學強度、抗撕裂能力和承載能力，優(yōu)于傳統(tǒng)的聚乙烯等食品包裝膜。當Fe³⁺含量為5%時，塑料薄膜的拉伸強度可達到41.68±4.10 MPa，比純果膠膜提高了198.14%。此外，強的金屬配位鍵的引入增加了果膠基薄膜在水中的穩(wěn)定性，表現(xiàn)出具有較低的水蒸氣透過率和阻氣（O₂、CO₂）性，其保鮮性能優(yōu)于傳統(tǒng)的食品包裝膜。并且該塑料薄膜優(yōu)異的抗紫外性、熱穩(wěn)定性、可加工性和可生物降解性能為其在食品包裝領(lǐng)域的實際應用提供了可能。該成果發(fā)表于《Food Hydrocolloids》期刊上，全文鏈接https://authors.elsevier.com/sd/article/S0268-005X(23)01085-8。

（核稿：張鵬偉 編輯：劉倩）