基于离子液体的淀粉导电功能材料“温和”制备

随着全球可持续化发展的需求日益增强，利用可再生天然高分子制备新型材料正逐渐成为人们普遍关注的焦点。淀粉是一类广泛存在于植物中的半结晶天然高分子，具有优异的可再生性、生物相容性和可降解性，可用于制备功能因子载体、组织工程支架、聚电解质、生物传感器、超吸水材料、功能凝胶等。然而，淀粉的半结晶结构中存在很强的氢键网络，需借助增塑剂和适当的加工方法转化成为所需的功能材料。但熔融成型等常见的加工方法往往需要在高温下（可达160 °C）才可将淀粉制备成为特定的材料制品。

近期， 华中农业大学 张宾佳博士 、 澳大利亚昆士兰大学 Fengwei Xie研究员 以及 华南理工大学 陈玲教授 等在淀粉功能材料的制备工艺上取得进展。他们的 研究表明，当使用离子液体作为一种新型的淀粉增塑剂，能造就一种绿色、节能的熔融成型技术来制备淀粉基导电功能材料。该方法可在低于65°C的温和条件下，一步法制备具有高透明度的导电材料，材料的电导率均在10 ^-3 S/cm以上，优于高温条件下制备的大多数淀粉导电材料。

▲ 图1 淀粉导电材料温和制备工艺示意图

▲ 图2 淀粉导电材料的同步辐射SAXS表征

▲ 图3淀粉导电材料的导电能力

该绿色、节能的方法丰富了淀粉材料制备的温度适宜范围，是一种高效转化天然高分子资源的可持续化新途径。 利用该方法制备的淀粉导电材料的结构-性能具较好的可调控性，有望应用于生物传感器、光伏材料、固态聚电解质等领域。而且温和的条件也为在制备过程中加入热敏性的活性组分（酶等）提供了可能，这将有利于进一步拓宽该淀粉材料的功能和应用范围。相关工作发表于ACSSustainable Chemistry & Engineering, 2017, 5 (6), 5457–5467。 张宾佳博士