学术讲座—淀粉凝胶结构调控及其多功能化

发布者：科研处更新日期： 2024-12-21 访问次数： 168

讲座题目	淀粉凝胶结构调控及其多功能化
主办单位	材料科学与工程学院
联合主办单位	材料科学与工程学院
讲座人	张水洞	讲座人职称	正高	主持人	崔志香
讲座类型	自然科学	讲座对象	全校师生	时间	2024-12-21 14:20
地点	材料学院443
讲座人简介	张水洞，博士、华南理工大学前沿弹性体研究院教授/博士生导师，天池百人计划人选，科技部专家、中国化学会、化工学会会员。2007年6月博士毕业于四川大学高分子材料学专业，2007年7月至华南理工大学从事教学科研工作，期间于 2015.8-2016.8美国北卡州立大学从事聚合物微结构表征与性能研究。目前主要从事生物质高分子绿色阻燃和纳米化加工新原理和新方法的研究。主持和承担国家重点研发计划课题、国家自然科学基金（重点、面上、联合和青年基金项目共8项）、广东省自然科学基金、广州市科技项目（基础研究）等20多项国家、省和市厅级纵向课题，企业横向项目10余项。以第一作者或者通讯作者在Nano Energy，Small, Green Chemistry, Journal of Materials Chemistry A，ACS Appl Mater & Interfaces等国内外期刊上发表90余篇文章，是Advanced materials, Advanced Function materials等几十个SCI权威期刊的审稿人。担任2次国际会议的分会主席，以第一发明人申请中国发明专利45项，其中已经授权27项，专利成果转化2项，并且获得厦门市专利发明奖1项（排名第一）、清远市科技进步奖一等奖1项（排名第二）。
讲座主要内容	淀粉凝胶作为一种天然高分子材料，因其优异的生物降解性、可再生性和环保特性，在食品、医药、化妆品以及环保领域得到了广泛应用。近年来，淀粉凝胶的结构调控与多功能化研究成为学术界和工业界的热点。通过精细的结构调控，淀粉凝胶的性能可以得到显著改善，满足多样化的应用需求。淀粉凝胶的结构调控主要涉及淀粉分子的聚合度、交联度、结晶度以及溶剂体系等因素，影响其物理化学性质，如力学性能、热稳定性、水合作用及溶胀行为等。首先，淀粉分子的聚合度和交联度是影响其凝胶结构的关键因素。通过调节淀粉分子的聚合度，可以控制凝胶的网状结构，从而影响其力学性能与黏度。而交联反应则能增强凝胶的稳定性和耐久性，提高其抗热性和抗水解性。交联度的优化不仅能改善凝胶的力学强度，还能提升其在湿润环境中的性能，使其更加适用于医药、食品包装等高湿度环境中的应用。与此同时，控制凝胶的结晶度也是提高其热稳定性和力学性能的重要途径。结晶度较高的淀粉凝胶具有较强的热稳定性，而低结晶度则有利于改善其水合作用和柔韧性。在多功能化方面，淀粉凝胶的功能化改性为其开辟了更为广阔的应用空间。通过引入不同类型的功能性物质，如天然活性成分（抗氧化剂、抗菌剂、药物分子等）或纳米填料（如纳米氧化锌、纳米纤维素等），可以赋予淀粉凝胶额外的生物活性、光学性能、导电性等特性。例如，添加抗菌剂或药物载体能够使淀粉凝胶在医药领域发挥更加多样化的作用，如用于智能药物传递系统或创伤敷料。此外，通过改变淀粉凝胶的结构和功能化改性，还能实现智能响应特性，如温度、pH值或电场等外部刺激响应，从而使淀粉凝胶在智能包装、环境传感器等领域具有独特优势。超临界流体技术的应用也为淀粉凝胶的功能化开辟了新的途径。通过超临界CO？发泡，可以在淀粉凝胶中形成三维多孔结构，不仅增加其比表面积，还能提高其机械性能、隔热性和透气性。这种多孔结构的淀粉凝胶在环保领域具有巨大的潜力，尤其是在绿色包装材料和吸附材料等方面。通过优化发泡工艺条件，结合淀粉凝胶的其他功能性改性，能够进一步拓展其在可持续发展方面的应用前景。综上所述，淀粉凝胶的结构调控及其多功能化研究为其在各类领域的应用提供了新的思路。通过精确调控其结构、功能化改性及新型加工技术的应用，淀粉凝胶有望在未来的绿色材料、智能传感器、药物传递系统等多个行业中发挥更大的作用。