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  隨著高質(zhì)量食品和藥品需求的增長(zhǎng)，冷鏈物流市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)大，然而常用的聚苯乙烯泡沫（EPS）因不可生物降解性造成嚴(yán)重環(huán)境污染，且其溫度緩沖性能不足，需配合輔助制冷，易引發(fā)溫度分布不均和能源過度消耗等問題，因此開發(fā)可生物降解且高效的溫度緩沖替代包裝材料已成為迫切需求�；谙嘧儾牧希�PCM）的溫度緩沖包裝被視為極具潛力的解決方案，其中聚乙二醇 400（PEG400）作為有機(jī) PCM，因生物安全性高、低腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定及成本低等特點(diǎn)，適合作為低溫儲(chǔ)能介質(zhì)，但現(xiàn)有研究中，相關(guān)聚乙二醇類相變材料存在泄漏或封裝效率低等問題，嚴(yán)重制約了其在冷鏈物流中的實(shí)際應(yīng)用。天然多糖具有可再生、可降解和環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，在包裝領(lǐng)域備受關(guān)注。天然多糖豐富的活性基團(tuán)，通過交聯(lián)等策略，可提升其作為載體材料的負(fù)載和封裝能力。

  近日，廣西大學(xué)林寶鳳教授團(tuán)隊(duì)在綠色低溫緩沖包裝材料的研究取得重要進(jìn)展，通過預(yù)成型后增強(qiáng)與冷凍干燥相結(jié)合的方法，制備了一種基于羧甲基殼聚糖/海藻酸鈉/聚乙二醇 400 的新型成型穩(wěn)定相變材料（FSPCM）。研究結(jié)果表明，作為主要性能之一，PEG400的高封裝效率（50.37%）使這種 FSPCM 具有比聚苯乙烯泡沫更強(qiáng)的溫度緩沖性能。令人驚喜的是，層狀外殼還賦予了 FSPCM 出色的機(jī)械性能（楊氏模量為 10.27 兆帕）、抗?jié)B漏性（在 80 ℃下放置 5 天后仍未檢測(cè)到PEG400滲漏）和抗菌性能（對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺菌率大于 99.5%）。此外，FSPCM 還具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和生物相容性。本研究為綠色低溫緩沖冷鏈運(yùn)輸?shù)奶娲b開發(fā)提供了新的視角。

圖 1. 不同PEG400含量樣品的截面SEM圖像。 (a) CSGC、(b) CSPGC-1、(c) CSPGC-2、(d) CSPGC-3 和 (e_1-3 和 f) CSPGC-4 橫截面的SEM圖像。

圖 3. 低溫緩沖性能測(cè)試。(a) 實(shí)時(shí)紅外熱成像（從左到右依次為 CSPGC-4、EPS 和 CSGC 箱）。(b) 不同方框（Ⅰ：對(duì)照組；Ⅱ：EPS；Ⅲ：CSGC；Ⅳ：CSPGC-4）內(nèi)的冷卻和（c）加熱時(shí)間-溫度曲線。(d) 魚肉在冷鏈運(yùn)輸模擬試驗(yàn)中的時(shí)間-溫度曲線。

圖 4. 熱穩(wěn)定性測(cè)試。(a) 顯示 CSPGC-4（左）和 PEG400（右）形態(tài)穩(wěn)定性能的數(shù)碼照片。(b) 泄漏測(cè)試過程的數(shù)碼照片。(c) CSGC 和 CSPGC 的 TGA 和 DTG 曲線。比例尺：2 cm。

  該工作以“Carboxymethyl chitosan-based form-stable phase change materials with ultra-low leakage and excellent low-temperature buffering performance”為題發(fā)表于《Carbohydrate Polymers》。論文的共同通訊作者為廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院林寶鳳教授、中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所唐忠鋒研究員，第一作者為2023級(jí)碩士研究生郭鄧爽。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（22175045）、廣西自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目（2021GXNSFDA220005）等項(xiàng)目資助。

  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0144861725008173