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  作為自然界中豐富的生物資源之一，非糧淀粉，如木薯、玉米和紅苕等淀粉，具有可再生、獨(dú)特的熱塑加工性、可生物降解和成本低等優(yōu)點(diǎn)，常以10-50 μm球形顆粒形式用于制備生物質(zhì)高分子復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)高分子綠色可持續(xù)發(fā)展的目的。與其他天然高分子不同的是，淀粉中的直鏈部分由α-D-吡喃葡萄糖經(jīng)α-1,4-糖苷鍵連接組成；而支鏈淀粉的分支位置為α-1,6-糖苷鍵，其余為α-1,4糖苷鍵。這種無序態(tài)二級(jí)結(jié)構(gòu)使得淀粉氫鍵作用力較低，難以達(dá)到理論上三重氫鍵作用力的強(qiáng)度。因此淀粉可以在極性溶劑作用下進(jìn)行溶脹和溶解，破壞淀粉織態(tài)結(jié)構(gòu)，促使原本處于顆粒間孤立的淀粉分子鏈向彼此的區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)散，形成拓?fù)淅p結(jié)結(jié)構(gòu)，獲得熱塑性塑料的特征。淀粉/極性溶劑所展示的熱塑性特征，在低碳和可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域中具有重大作用，能促進(jìn)淀粉基高分子共混物具有高性能化和制備過程低碳化優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)淀粉熱塑化機(jī)理進(jìn)行闡述，梳理熱塑性淀粉近年的發(fā)展趨勢(shì)及推動(dòng)其在能源領(lǐng)域的應(yīng)用，意義重大。

圖1.淀粉的熱塑化形態(tài)演變過程

圖2. 熱塑性淀粉膠制備機(jī)理和新應(yīng)用

圖3.熱塑性淀粉氫鍵作用力和單螺旋結(jié)構(gòu)特征

  論文最后對(duì)熱塑性淀粉膠提出展望：

  1、淀粉有機(jī)凝膠氫鍵作用力定量調(diào)控及其應(yīng)用。

  2、淀粉有機(jī)凝膠的單螺旋結(jié)構(gòu)的調(diào)控及其離子傳輸應(yīng)用。

  3、在α-D-吡喃葡萄糖結(jié)構(gòu)單元引入N, S, P, Si等其他元素，促進(jìn)熱塑性淀粉結(jié)構(gòu)與性能變化，拓展其在能源產(chǎn)生、捕捉和存儲(chǔ)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

  論文鏈接：

  Wanje Si, Shuidong Zhang*. A review and new progress: Green Manufacturing of Thermoplastic Starch for Low-Carbon and Sustainable Energy Applications. Green Chemistry, 2024, DOI: 10.1039/D3GC03671E

  https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2024/GC/D3GC03671E