谷胱甘肽引导合成新型球枝状细菌纤维素生物材料及其绿色交联应用

本刊推荐：本研究创新性地开发了一种无溶剂、无催化剂的绿色交联策略，利用戊二酸酐（GAn）通过热压法使羟丙基纤维素（HPC）形成耐水生物塑料。该材料不仅保留HPC特有的胆甾相结构（Cholesteric Mesophase）和光学特性（反射波长λ=nav·p·cosθ），更实现了力学性能的可调控化，为智能包装、防伪标签及3D打印墨水等领域提供了可持续解决方案。

　　

亮点

材料

羟丙基纤维素（HPC）SSL级粉末购自日本Nisso Chemicals公司，分子量（M_w）为40K，摩尔取代度（MS）为3.93，取代度（DS）为1.97。HPC直接使用未经纯化，并通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振（NMR）、差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）和凝胶渗透色谱（GPC）进行表征。

通过热压法交联HPC

为实现无溶剂加工，我们采用热压技术，通过直接热活化促使GAn与HPC发生交联。为确定交联反应所需的活化温度，我们通过DSC分析了HPC（80 wt%）与GAn（20 wt%）均匀混合物的焓变过程（图1B）。纯HPC和纯GAn的DSC曲线作为参照。纯HPC在...

结论

本研究开发了一种无溶剂、一步法交联羟丙基纤维素（HPC）的策略，成功制备出具有增强机械性能和热稳定性的耐水生物塑料。通过简单的90°C热压过程，该方法完全避免了溶剂和催化剂的使用，符合绿色化学与可持续发展原则。这证实了我们的假设：无溶剂酯化反应可有效交联HPC。

我们的研究结果表明...