《超疏水大豆蛋白膜的表面多級微納結構設計與性能調控》是依託四川大學，由宋飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：超疏水大豆蛋白膜的表面多級微納結構設計與性能調控
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：宋飛
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大豆分離蛋白（SPI）材料的過度水敏感性及吸水後力學性能的急劇惡化是制約其套用的主要原因，而利用微納米尺度多級結構控制這一有效方法構建具有表面超疏水特性SPI膜的研究至今仍是一片空白。因此，本項目提出選擇表面能較低的脂肪酸作為改性劑，通過其在SPI膜表面的結晶調控，製備出表面具有可控多級微納結構的超疏水材料；系統研究脂肪酸鏈結構與結晶條件控制對SPI膜表面微觀形貌特徵的影響規律，揭示調控多級微納結構形成的關鍵技術；在此基礎上，重點探討材料表面微觀形貌與潤濕性能之間的關係，闡明SPI膜表面超疏水性的本質機理；通過研究脂肪酸分子結構和材料表面微觀結構變化對吸水/吸濕性能、透光性能、力學性能、氣體阻隔性能和生物降解性能的影響，建立潤濕性能與其它性能之間的內在聯繫，為研製出具備優異綜合性能的SPI膜提供科學依據，對於豐富新型高性能蛋白材料的研究及促進生物基高分子材料的發展有重要意義。
結題摘要
本項目以大豆蛋白（SPI）為基體，採用多種簡單溫和的改性方法在其表面構建基於多種無機材料的多尺度微納結構，並在此基礎上用低表面能化學物質進行表面修飾，製備了具有超疏水自清潔性能的蛋白膜材料。系統研究了製備條件對膜表面微結構的影響規律，並進一步考察了微結構變化與其潤濕性能、透明性能、力學性能、耐酸鹼和耐有機溶劑性能、自清潔性能等的內在聯繫，提出了SPI膜材料超疏水表面的形成機理。利用SPI自身的螢光性質及對其表面的差異化親疏水區域構建，探討了其作為集水和耐候發光材料使用的可行性。通過本項目研究，我們在SPI膜表面多級微納結構構建、微觀形貌及材料表面潤濕性控制等方面獲得了系統結果，為新型蛋白基功能材料的研究提供了科學依據，同時為生物基材料的改性與功能化研究提供了設計新思路和技術途徑。本項目已經完成了預期研究目標，目前已在Chemical Communications、ACS Applied Materials & Interfaces、Chemical Engineering Journal、ACS Sustainable Chemistry & Engineering等SCI收錄期刊上發表論文13篇，其中第一標註8篇，第二標註5篇；申請中國發明專利2項。培養博士1人，碩士2人（其中1人在讀）。
