仿生高强度甲壳素纳米纤维/明胶水凝胶的制备与性能

在昆虫角质层"醌硬化"过程的启发下,提出了一种在中性对苯二酚(HQ)/铜(Cu[II])醌交联反应溶液中,利用部分脱乙酰甲壳素纳米纤维和明胶,制备高强度部分脱乙酰甲壳素纳米纤维/明胶(S-ChNF/G-nCu)交联复合凝胶膜的方法。由于醌交联反应发生在氨基之间,可利用碱处理来提高甲壳素晶体表面的氨基含量,促进部分脱乙酰甲壳素纳米纤维和明胶在对苯二酚(HQ)/铜(Cu[II])溶液中的交联反应。通过调节催化剂Cu[II]的含量,制备出具有不同拉伸性能的S-ChNF/G-nCu交联复合凝胶膜。结果表明,当Cu[II]含量为6 mg时,醌交联反应制备的交联复合凝胶膜比未经交联反应的部分脱乙酰甲壳素纳米纤维/明胶复合凝胶膜(S-ChNF/G),其拉伸强度提高近3倍,弹性模量提高近14倍。     

高透明度β-甲壳素纳米纤维薄膜的制备与性能

目的以废弃鱿鱼顶骨为原料,在温和条件下提取并制备高强度、高透明度的β-甲壳素纳米纤维薄膜。方法常温下利用温和提取法,从鱿鱼顶骨中提取β-甲壳素纳米纤维(β-ChNF);通过真空抽滤,制备β-甲壳素纳米纤维薄膜(β-ChNF/m)。并与以蟹壳为原料“高温提取”制备所得的α-甲壳素纳米纤维薄膜(α-ChNF/m)进行对比;通过力学性能、结晶结构、微观构造、表面化学特性及透光性分析,探索“温和条件”提取法对薄膜性能的影响规律。结果利用温和提取法,能最大程度保留β-ChNF在鱿鱼顶骨中的天然纳米形态与性能;与从蟹壳中提取所得α-甲壳素相比,研究制备所得β-ChNF/m比α-ChNF/m力学强度提高了近1.5倍,断裂伸长率提高了3倍,且具备优异的透光性,透光率为90%,雾度为4%。结论以鱿鱼顶骨为原料制备所得β-ChNF/m具有优异的透光性、力学性能,有望作为柔性电子标签基材应用于智慧包装、包装智能检测等研究领域。