天然甘草酸基功能材料研究进展.docx

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1、背景介绍为实现2030年“碳达峰”、2060年“碳中和”的远景目标，节能减碳已成为发展新型材料的重要目标。传统石涧基材料面临着原料不可再生、白色污染严重、二氧化碳排放量大等问题日益泮蛟。利用绿色,资源节约、原料可再生和具有生物降解性的可持续生物基材料替代传统勺油基材料，成为解决这些问题的一种行之有效的策略.作为制备生物基材料的重要原料,甘草酸表现出/如下特点：（1）分子同时含有亲水基团和疏水基团，具有两亲性和自组装性；（2）糖基单元赋予分子还原性,可将重金屈离子如金离子、银离子等还原为金属纳米粒：（3）刚性骨架和多反应位点，便于其与其他分子反应，合成功能和性能可调的结构。得益于上述优势，以天然

2、甘草酸为构筑基元的一系列生物基功能材料近些年被成功开发。文章亮点1.琮述了近S年来甘草酸在添加剂、凝胶和树脂功能材料中的研究进展：2.介绍了甘草酸在制备食品级乳液和泡沫稳定剂、农药助剂、3D打印材料、刺激响应性材料、催化剂载体、柔性可穿戴应变传感器及类玻璃高分子中的作用机制和应用景.井展型了其未来发展D势.内容简介1甘草酸基添加剂甘草酸的表面活性来源于分子结构中疏水的18/甘草次酸和亲水的葡萄糖醛酸.相比于石油基表面活性剂，甘草酸纯天然、无需额外化学处理、具有良好生物相容性和牛物持续性。1.1 农药助剂甘草酸可以在水中自发组装成一维纳米纤维,该纳米纤维具有较大的长径比和良好的柔韧性。利用这一特

3、点，本课题组将甘草酸用作除草剂草甘瞬异丙胺盐(GIS)的助剂，有效抑制了农药喷洒过程中产生的液滴弹跳现象，极大改善农药在叶片表面的沉积(如图I)所示.甘草酸纳米舒维仪H肚片内腋捷III(GIS)IUZIllR1含和网异丙胺盐(GlS)和甘隼曲G1.)一阳米舒沼的液的花航水加水衣面冲击、收缩和沉枳示通图1.2 食品添加剂食品中通常含有容易在油-水和空气-水界面聚集的颗粒物质，用于稔定乳液和泡沫。在氯化钠AaCD存在时，甘草酸与纤维素纳米晶能协同稳定油-水界面GNF-CNCttftft3制5具“热响应性I1.eJ定的乂合GNF-CNC水泡注示意图Jl1人*化第八增强相互作用Jcl-Cneiw/yF

4、A油和NB2甘个欧-奸维京妙米AA(G1.-CNC)秘合物称定油/水乳液的东府图此外，G1.-CNC也能稳定空气-水界面，作制备食品级水性泡沫的发泡剂(见图3)。RCkKIrtXffm肝雄东纳米&(CNF)(CNC)2甘草嵌基凝JK凝胶是一种具有交联网络结构的软材料，能够保留大量水分并维持三维层次结构.2低分子出凝胶基干甘草酸自组装形成维纳米右旋纤维的特点，将其作为非对称催化的支架，把非手性Cu(Il)帜体修饰在纤维上，获得凝胶状催化剂(G1.-1.).该催化剂可使DiCk-AIdCr反应的e.e.值达到61%(见图4)。4IJi(GD/Cu(Il配体(1.11.6)J核I装体催化Dicls-

5、Aldcr反应的东府图2.2聚合物凝胶本课题组通过原位聚合的方法，构建f一种丙烯酰胺/甘草酸基双网络凝胶.该凝胶具有优异的拉伸和压缩性能，能将三价金离子(AU)还原成金纳米粒子(AuNPs),是一类具有面孔隙率和良好机械性能的纳米粒子教体(见图5).固定金靖米农fISWG1./PAAmD、凝敢图5；，”魔器的制备示意图:b.股股的拉仲、M缩和快速镌史3甘草酸基类玻璃高分子相比于凝胶，树脂材料不含溶剂，内部是致密的网络结构，具有优异的力学性能、热稳定性、尺寸粒定性和耐化学药品性。然而,传统热固性树腑内部存在不可逆的化学交联，限制了材料的可塑性、延展性、回收性和自愈合能力。2011年，成功制备了类

6、玻璃高分子(YitrirnCr)为解决传统热固性树脂的上述问题提H6a.姓固性树脂、热密性树版和Vitiimcl分广间拓扑结构的差异；b.*此的动手共价出的文换反腐4结论与展望得益于天然甘草酸的优异表面活性、自组装性、内在还原性、刚性骨架、多反应位点和生物相容性等特点，一系列甘草酸基功能材料在近年来被成功开发，如食品级乳液和泡沫稔定剂、农药助剂、生物3D打印材料、剌激响应性材料、催化剂载体、柔性可穿戴应变传感器以及类玻瑞高分子等。但目前人们对甘草酸分子结构和性能的开发仍不充分，未来可以进一步探究，以期获得性能更优异、功能更丰富的甘草酸基材料。受此启发,其他与甘草酸牛.物同源的砧烯类生物基单体,也将被逐步研究和开发,为新型生物基材料的开发与实用化贡献力量。