基於離子液體的澱粉導電功能材料「溫和」製備

隨著全球可持續化發展的需求日益增強，利用可再生天然高分子製備新型材料正逐漸成為人們普遍關注的焦點。澱粉是一類廣泛存在於植物中的半結晶天然高分子，具有優異的可再生性、生物相容性和可降解性，可用於製備功能因子載體、組織工程支架、聚電解質、生物感測器、超吸水材料、功能凝膠等。然而，澱粉的半結晶結構中存在很強的氫鍵網路，需藉助增塑劑和適當的加工方法轉化成為所需的功能材料。但熔融成型等常見的加工方法往往需要在高溫下（可達160 °C）才可將澱粉製備成為特定的材料製品。

近期，華中農業大學張賓佳博士、澳大利亞昆士蘭大學Fengwei Xie研究員以及華南理工大學陳玲教授等在澱粉功能材料的製備工藝上取得進展。他們的研究表明，當使用離子液體作為一種新型的澱粉增塑劑，能造就一種綠色、節能的熔融成型技術來製備澱粉基導電功能材料。該方法可在低於65°C的溫和條件下，一步法製備具有高透明度的導電材料，材料的電導率均在10-3S/cm以上，優於高溫條件下製備的大多數澱粉導電材料。

圖1 澱粉導電材料溫和製備工藝示意圖

圖2 澱粉導電材料的同步輻射SAXS表徵

圖3澱粉導電材料的導電能力

該綠色、節能的方法豐富了澱粉材料製備的溫度適宜範圍，是一種高效轉化天然高分子資源的可持續化新途徑。利用該方法製備的澱粉導電材料的結構-性能具較好的可調控性，有望應用於生物感測器、光伏材料、固態聚電解質等領域。而且溫和的條件也為在製備過程中加入熱敏性的活性組分（酶等）提供了可能，這將有利於進一步拓寬該澱粉材料的功能和應用範圍。相關工作發表於ACSSustainable Chemistry & Engineering, 2017, 5 (6), 5457–5467。張賓佳博士為論文第一作者，Fengwei Xie研究員與陳玲教授為共同通訊作者。其他作者還包括加拿大麥吉爾大學Robin D.Rogers教授、英國華威大學Tony McNally教授以及華中農業大學趙思明教授。

參考文獻：

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acssuschemeng.7b00788

來源：高分子科學前沿

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