《alpha-甲殼素低溫快速溶解新溶劑及其新材料構建》是依託武漢大學，由蔡傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：alpha-甲殼素低溫快速溶解新溶劑及其新材料構建
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蔡傑
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
alpha-甲殼素來源豐富、成本低廉，具有良好的生物相容性和生物降解性。本項目擬從考察alpha-甲殼素在KOH水溶劑體系中的低溫快速溶解以及再生甲殼素的聚集態結構入手，在深入理解其溶解機理、鏈構象、溶液性質、流變行為、聚集態結構轉變方式的基礎上，嘗試從甲殼素溶液製備再生甲殼素多孔雜化凝膠和納米微球，弄清其構效關係，並分別對材料的生物相容性以及藥物緩釋進行評價。研究成果將為甲殼素綠色、高效地加工和利用提供新方法，不僅是對甲殼素新溶劑體系的發展，也為拓寬再生甲殼素的研發和套用提供新途徑。
結題摘要
甲殼素來源豐富、成本低廉，具有良好的生物相容性和生物降解性。本項目從考察甲殼素在KOH水溶劑體系中的低溫快速溶解以及再生甲殼素的聚集態結構入手，在深入理解其溶解機理、鏈構象、溶液性質、流變行為、聚集態結構轉變方式的基礎上，構建新材料並弄清其構效關係。項目實施期間，在Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、ACS Appl. Mater. Interfaces、Biomacromolecules等雜誌發表SCI論文24篇（IF＞10的4篇）。主編出版化學工業出版社“十二五”國家重點圖書《纖維素科學與材料》，受邀撰寫英文論著《Handbook of Green Materials; Processing Technologies, Properties and Applications》1章“Aerogels of cellulose and chitin crystals”。申請中國發明專利14項（獲授權9項），在美國化學會年會、中國化學會高分子年會、PPC-15等重要學術會議作邀請報告9次。 通過本項目的實施，解決了甲殼素/殼聚糖高效、“綠色”新溶劑、高性能和多功能甲殼素/殼聚糖等結晶聚多糖新材料方面的部分基礎科學問題。（1）率先提出並實現高結晶度alpha-甲殼素和高分子量beta-甲殼素在KOH/尿素水溶液中直接快速溶解，解決甲殼素高效、“綠色”轉化的瓶頸問題，並在此基礎上進一步實現任意脫乙醯度甲殼素/殼聚糖在KOH/尿素水溶液中的直接快速溶解，完善和發展了甲殼素/殼聚糖新溶劑體系，闡明甲殼素/殼聚糖在KOH/尿素水溶液中的溶解機理和溶液性質等基礎科學問題。（2）基於鹼/尿素水溶劑體系，提出雙交聯策略、多級自組裝和聚集態結構調控等多種方法，實現結晶聚多糖新材料的多層次結構調控，成功製備出高性能甲殼素/殼聚糖等結晶聚多糖水凝膠、氣凝膠、膜、納米纖維和納米刷、生物塑膠和新型甲殼素/殼聚糖纖維等新材料，闡明結晶聚多糖材料微觀結構和巨觀性能之間的構效關係。（3）通過對結晶聚多糖進行分子設計，提出以結晶聚多糖納米纖維和凝膠作為載體、模板和三維納米增強材料，實現結晶聚多糖多層次結構與功能複合，製備出一系列甲殼素/殼聚糖和纖維素基多功能新材料，並探索它們在生物醫學、能源、水處理、食品包裝等領域的潛在套用。
