淀粉基生物材料
针对塑料制品造成的白色污染问题,建立可再生淀粉生物质资源,开展淀粉及其衍生物颗粒表面处理、助剂增溶等关键技术,解决耐水性差、渗透性高、强度低等问题,改善疏水性和力学力学性能,开发新型淀粉基全降解生物材料。
以谷物淀粉和根茎类淀粉为主要原料,基于不同淀粉分子链结构特性,表征不同淀粉凝聚态中直链淀粉和支链淀粉分子链段缠结、互穿程度和链间邻近度,确定直链淀粉和支链淀粉分子链结构特性(分子量、支化、柔性等)与淀粉基生物材料力学性能之间的关系;利用淀粉基材料的结构设计与功能调控、靶向定位缓释、生物催化修饰重组、功能基团取代等集成技术,研究不同分子组合、衍生化方式和淀粉来源对淀粉基生物材料力学性能的影响,探讨淀粉基生物材料强度的变化规律。采用物理、化学与酶工程技术相结合的方法对淀粉进行表面疏水性改性处理。通过将淀粉颗粒表面上引入选择识别性亲和力的疏水性取代基团,从超分子水平上深入研究变性淀粉的疏水性微观结构、取代度、交联度及其分子构象,探究淀粉疏水性微观结构对淀粉基生物材料物化及其功能作用机理,为开发安全、经济和高效的新型的疏水性造纸淀粉基生物材料提供坚实的理论基础。借助于淀粉不同凝聚态结构研究淀粉分子链段运动与环境相容性的关系。通过研究外界环境条件对不同淀粉凝聚态体系的相结构和相行为变化的影响,确定环境效应对淀粉基生物材料相容性的作用机理,进而从分子水平上研究环境效应对淀粉基生物材料全降解作用机理,为确定淀粉基生物材料的成型条件,凝聚态结构形貌、相结构大小和分布的控制方法及其凝聚态结构和全降解性能的关系奠定坚实的理论基础。从而进一步开展淀粉衍生物在食品包装材料、一次性餐具、农用地膜、快递包装袋等领域的创新性应用研究;开发淀粉衍生物新品种,开拓淀粉衍生物创新性技术应用领域。