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陕科大王学川/党旭岗 Polym. Rev.: 淀粉基抗菌材料的制造和应用进展

高分子科技  · 公众号  · 化学  · 2025-03-06 09:39

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细菌、真菌和病毒广泛存在于人类生活环境中,所引发的感染事件不断威胁着人类的健康。随着抗生素耐药性的日益严重,寻找新型、环保的抗菌材料变得尤为迫切。天然高分子因其可持续性和成本效益常被用作抗菌材料的载体或基质,其中淀粉作为一种成本效益高的植物多糖,由于其特殊的物理、表面化学和生物学性质,在制备抗微生物材料中引起了极大的兴趣。淀粉具有许多优点,包括生物降解性、生物相容性、可再生性、环境友好性、无毒性和成本效益。通过对淀粉进行改性或与抗菌材料结合,可使淀粉基材料获得抗菌性能,提高其综合性能。相关综述工作被发表在聚合物科学领域的顶级期刊 Polymer Reviews (IF: 11.1)。

最近, 陕西科技大学生物质与功能材料研究所王学川教授、党旭岗副教授 综述了淀粉基抗菌材料的制备方法及其在抗菌材料中的应用,重点介绍了淀粉基抗菌材料的主要制备方法,并分析了各自的优缺点。讨论了淀粉基抗菌材料的功能化应用价值,指出开发新型、绿色功能性淀粉基抗菌材料作为包装材料、伤口敷料等行业将是未来绿色高分子抗菌材料发展的主要研究方向之一。相关研究成果发表于聚合物科学领域的顶级期刊 Polymer Reviews 。本综述不仅为实现自然资源的再利用提供新思路,也推动了绿色抗菌材料的可持续发展。

1 展示了淀粉基抗菌材料的制备与应用。

2 展示了 (a) 明胶氧化玉米淀粉抗菌膜( G-OCSI )的合成机理、功能特性及食品包装应用; (b) 苯并恶嗪( Bi-BOZ )和苯并恶嗪二醛淀粉( DS/DDA )抗菌膜的合成机理和水果保鲜应用示意图; (c) 氧化直链淀粉 / 羧甲基壳聚糖水凝胶的制备及其在骨关节炎伤口中的应用示意图; (d) 用于伤口修复的绿色淀粉基水凝胶(淀粉 @Ca/CGC 水凝胶)合成示意图。


淀粉基抗菌材料是由天然抗菌剂分子与淀粉组成,具有众多优点。它们具有成本效益高、易于获得、环保、无毒、可再生、可生物降解和生物相容等特点。通过将天然抗菌材料(绿色抗菌单体或抗菌聚合物)与淀粉进行化学交联或物理共混,可以获得新型功能性淀粉基抗菌材料。具有以下三个优点:(1)对天然抗菌分子和淀粉分子进行增强功能化修饰,不仅有利于解决目前抗菌材料的所面临的挑战,而且实现了天然资源的再利用,有效避免了资源浪费;(2)所利用的天然抗菌分子和淀粉等原料均为性能优异的绿色材料,具备环境友好性。(3)这类淀粉基抗菌材料的分子链段中可富含有大量羟基、氨基、羧基、醛基、酰胺基等活性基团,这些基团使淀粉基抗菌材料能够与其他聚合物很好地混溶,并在使用过程中降低细胞毒性,从而使其成为多功能生物医学材料。总之,本综述不仅提出了一种实现天然生物资源可再生和高价值利用的新方法,还为构建基于生物质的绿色抗菌材料提供了创新思路。预计这些材料对未来食品和其他行业绿色抗菌材料的可持续发展至关重要。


该研究成果以 Advancements in Manufacturing and Applications of Starch-based Antimicrobial Materials 发表在 Polymer Review s DOI: 10.1080/15583724.2025.2470702 )。 陕西科技大学 轻工科学与工程学院 23 研究生郭博研 为该论文的主要完成人 通讯作者是陕西科技大学生物质与功能材料研究所党旭岗副教授


原文链接:

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15583724.2025.2470702


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