基于梯度扩散相分离与静电组装构建玉米醇溶蛋白涂层的高性能可食用海藻酸钙吸管

本推荐评述通过梯度扩散成型结合相分离（phase separation）与静电组装（electrostatic assembly）技术，在藻酸盐基吸管表面构建了致密玉米醇溶蛋白（zein）涂层。该涂层显著提升了吸管的抗溶胀性（swelling ratio降低53.1%）和疏水性（水接触角提升45.2%），且可在90天内完全降解。研究为亲水性生物聚合物基材的界面改性提供了新策略，展现出替代塑料制品的巨大潜力。

　　

¹Highlight²

³Introduce⁴

近年来，一次性塑料吸管已成为重大环境挑战。预测显示，到2050年将有约120亿公吨塑料废物堆积在填埋场和生态系统中（Jung等，2022）。更令人担忧的是，这些塑料在紫外线辐射和自然风化作用下会降解为微塑料（Tong等，2022），这些微塑料可通过水源和食物链在人体内累积。

⁵Materials⁶

海藻酸钠（SA）（分析纯≥90%，分子量≈280,000，G/M=2）、琼脂（灰分≤1.5%，高凝胶强度≈1000–1200?g/cm2）、乙醇（分析纯≥96%）、盐酸（分析纯≥99%）和氢氧化钠（分析纯≥99%）购自国药集团化学试剂有限公司（上海）。无水氯化钙（分析纯≥96%）和玉米醇溶蛋白（zein）购自Sigma-Aldrich（美国）。纸吸管、聚乳酸（PLA）吸管及各类饮料购自本地超市。实验所用化学试剂均为分析纯。

⁷Construction mechanism of zein coating⁸

通过相分离与静电组装技术结合，在梯度扩散成型的海藻酸钙吸管表面构建玉米醇溶蛋白涂层以增强耐水性。将梯度交联的凝胶管坯浸入乙醇-水比例为7:3的玉米蛋白溶液中。浓度梯度促使水分从凝胶扩散至玉米蛋白溶液，破坏乙醇-水溶剂体系并诱导吸管表面发生相分离（Y. Zhang等）。同时，带负电的海藻酸盐与带正电的玉米蛋白发生静电相互作用，形成稳定的层间结合。

⁹Conclusion¹⁰

本研究成功结合相分离与静电组装技术，在梯度组装扩散成型基础上，于海藻酸盐基吸管表面构建了疏水性玉米蛋白涂层。该双步骤策略解决了当前在亲水性生物聚合物基材上实现均匀玉米蛋白涂层和强界面粘附的难题。最终获得的玉米蛋白涂层海藻酸盐吸管展现出卓越的综合性能。