用纳米纤维素增强的半精制卡拉基南生物膜:表面修改和特征化,以实现可持续包装
C K Abdullah1, H P S Abdul Khalil2, M R Nurul Fazita3
1Green Biopolymer, Coatings & Packaging Cluster, School of Industrial Technology, Universiti Sains Malaysia, 11800 Penang, Malaysia.
International journal of biological macromolecules
|September 3, 2025
概括
研究人员从海藻 (胡卜素) 和纤维素纳米纤维中开发出强大的,耐水性生物膜. 表面改造进一步增强了这些生物基材料,为环保包装提供了可持续的替代品.
科学领域:
- 材料科学
- 聚合物科学
- 生物技术
背景情况:
- 越来越多的环境问题需要替代石油塑料.
- 像海藻这样的海洋资源为生物材料提供可再生资源.
- 基于海藻的薄膜通常具有不良的机械性能和湿度敏感性.
研究的目的:
- 使用纤维素纳米纤维 (CNF) 增强的半精制卡拉基安 (SRC) 来制造和表征纳米结构生物膜.
- 增强海藻基膜的机械强度,耐湿性和热稳定性.
- 探索表面修改技术以提高疏水性和界面兼容性.
主要方法:
- 从红海藻中提取半精制卡拉基 (SRC).
- 用不同度的纤维素纳米纤维 (CNF) 增强SRC (0-7%重量).
- 使用triethoxymethylsilane (TEMS) 修改生物膜的表面,以减少基和提高兼容性.
主要成果:
- 优化TEMS修改的SRC生物膜具有5%的CNF,其拉伸强度为45.37MPa,模量为931.22MPa.
- 水接触角度显著增加至83. 73°,表明水性增强.
- 由于增强的分子间相互作用和西兰合,观察到热稳定性得到改善.
结论:
- 加强CNF和TEMS表面的协同效应显著改善了生物膜的特性.
- 开发的生物膜为环保包装应用提供了有前途的可持续替代品.
- 这一战略解决了海藻薄膜的局限性,为坚固的生物材料铺平了道路.
