水介导的氢键调控技术与光学透明性策略的结合：迈向无微塑料的生物基材料革命

微塑料污染和环境污染是塑料行业两大挑战，本研究通过预处理天然皮肤并整合水介导氢键驯化与光学透明策略，开发出不含微塑料的透明生物基塑料（MCBP）。该材料保留天然皮肤的纤维三维网络结构，具备可生物降解性、高机械强度及形状记忆特性，通过调控甘油和水分比例优化氢键排列，减少光散射并实现光学透明。MCBP不仅实现零微塑料生产，还能吸附去除生命周期中的微塑料，同时作为活性食品包装可显著延长食品保质期，具有广泛的应用潜力。

　　

摘要

新兴的生物基塑料为解决塑料行业面临的两个长期挑战提供了有前景的下一代解决方案：环境污染以及微塑料（MPs）带来的危害。本文提出了一种无微塑料的透明生物基塑料（MCBP）替代品，该塑料通过综合的水介导氢键修饰和光学透明化策略，从预处理的天然皮肤中制备而来。MCBP保留了天然皮肤完整的纤维三维网络和多层次结构，主要由胶原纤维组成，因此具有出色的物理化学性能，包括生物降解性、粘弹性、韧性、柔软性和机械强度。通过同时调节甘油（Gly）和水分含量来调节氢键，并去除皮肤中的非胶原成分，胶原纤维的排列更加有序，二元溶剂与胶原纤维之间的氢键减少，从而最大限度地减少了光散射，进一步实现了类似塑料的透明度。这一策略赋予了MCBP水响应性形状记忆功能，使其能够被加工成各种二维或三维形状，显著延长了其实际使用寿命和可回收性。值得注意的是，MCBP在生产过程中不产生微塑料，同时在其整个生命周期内还能吸附和去除微塑料。此外，研究表明，当MCBP用于活性食品包装时，可以显著延长食品的保质期，这凸显了其在多种实际应用中的潜力。

图形摘要