CN110358149A - 一种纳米量子点控制的分子开关型可降解复合薄膜 - Google Patents

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    • C08K5/0058—Biocides

Abstract

本发明提供一种纳米量子点控制的分子开关型可降解复合薄膜，以黄腐酸、纤维素中存在的羟基，羧基、醌基在复合薄膜内形成氢键可逆的刚性网络结构，通过pH、温度、光等单一或多重刺激的量子点控制的分子开关，以薄膜分子结构中的羟基发生酯化、醚化和氧化等反应,调节维持薄膜保温、保洁、保墒的功能和应用后的降解速度，可广泛应用于食品包装、医药器械、智慧农业等领域。

Description

一种纳米量子点控制的分子开关型可降解复合薄膜
技术领域
本发明涉及复合薄膜技术领域，具体地讲，本发明涉及一种纳米量子点控制的分子开关型可降解复合薄膜。
背景技术
随着化石燃料的急剧消耗以及随之凸显的环境污染问题，人们逐渐将目光集中到可再生能源的开发利用上，尤其是高性能材料的开发利用。纤维素是地球上最常见、最清洁的高分子聚合物，具有独特的理化性质，如来源广、可再生、生物相容性好、价格低廉等，使得人们对开发纤维素基材料，如纤维素基复合膜敷料、食品外壳和薄膜产生了极大的兴趣，这对可再生能源的利用和改善生态环境均有着重要的现实意义。
然而，由于纤维素具有高度发达的氢键网络和部分结晶结构，导致其不溶于水及一般有机溶剂，极大地限制了其作为功能性材料的开发应用。随着研究的进行，发现了能溶解纤维素的体系有离子液体以及NaOH/尿素等，制备的再生纤维素膜均是很好的膜用材料，但由于成本较高、反应条件苛刻、制备的膜的力学性能较差等原因，无法推广使用。
本发明提供一种纳米量子点控制的分子开关型可降解复合薄膜，具有保温、保洁、保墒的功能和应用后的降解速度，可广泛应用于食品包装、医药器械、智慧农业等领域。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种纳米量子点控制的分子开关型可降解复合薄膜，具有保温、保洁、保墒的功能和应用后的降解速度，可广泛应用于食品包装、医药器械、智慧农业等领域。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种纳米量子点控制的分子开关型可降解复合薄膜，包括黄腐酸以及纤维素，以黄腐酸、纤维素中存在的羟基，羧基、醌基在复合薄膜内形成氢键可逆的刚性网络结构，通过pH、温度、光线中单一或多重刺激的量子点控制的分子开关，以使薄膜分子结构中的羟基发生酯化、醚化或氧化反应。
优选的，以黄腐酸、纤维素中存在的儿茶酚、辣椒素、姜黄素、鞣花酸、阿魏酸等羟基、羧基、醌基在复合薄膜内形成氢键可逆的刚性网络结构。
优选的，所述复合薄膜形成pH3-11量子点控制的分子开关。
优选的，所述量子点控制的分子开关包括-10—50℃温度及光线的量子点控制的分子开关。
优选的，所述量子点控制的分子开关通过分子结构中的羟基发生酯化、醚化或氧化反应来启动或闭合开关，从而实现降解复合薄膜。
优选的，具有保温、保洁、保墒的功能和调节应用后的降解速度，可广泛应用于食品包装、医药器械、智慧农业等领域。
本发明提供了一种可全降解的多功能环保地膜及其生产方法，以黄腐酸、纤维素中存在的羟基，羧基、醌基在复合薄膜内形成氢键可逆的刚性网络结构，通过pH、温度、光等单一或多重刺激的量子点控制的分子开关，以薄膜分子结构中的羟基发生酯化、醚化和氧化等反应,调节维持薄膜保温、保洁、保墒的功能和应用后的降解速度，可广泛应用于食品包装、医药器械、智慧农业等领域。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种纳米量子点控制的分子开关型可降解复合薄膜，包括黄腐酸以及纤维素，以黄腐酸、纤维素中存在的羟基，羧基、醌基在复合薄膜内形成氢键可逆的刚性网络结构，通过pH、温度、光线中单一或多重刺激的量子点控制的分子开关，以使薄膜分子结构中的羟基发生酯化、醚化或氧化反应。
其中，以黄腐酸、纤维素中存在的儿茶酚、辣椒素、姜黄素、鞣花酸、阿魏酸等羟基、羧基、醌基在复合薄膜内形成氢键可逆的刚性网络结构，采用FTIR,NIRS、UV，NMR、HPLC-MS、B超的定性和定量。
复合薄膜形成pH3-11量子点控制的分子开关，也可依春夏秋冬室内外温度-10—50℃温度及光线的量子点控制的分子开关，包括设置黄腐酸光敏剂的分子开关；此外量子点控制的分子开关通过分子结构中的羟基发生酯化、醚化或氧化反应来启动或闭合开关，从而实现降解复合薄膜；如，阿魏酸与植物甾醇形成阿魏酸酯，提纯的黄腐酸与丙三醇形成聚酯，通过ESI-MS分析，或者反向暴露在紫外光折射的大气环境和多种水环境中进行分解反应。
实施例一
在冬天覆盖于小麦的黄腐酸结晶纤维素等制成的可降解复合薄膜，由于夏天室外达到温度35℃,使纳米材料由量子点控制的分子开关的反应处于开的状态,通过光线多重刺激，因温度的改变，引起复合薄膜分子的刚性结构改变，由NIRS、HPLC-MS加以证实，同时出现可在30天完全降解的速度梯度。
实施例二
某医用50nm的薄膜线，其PLA-黄腐酸纳米材料量子点通过内置在含有0.010ug生物大蒜素的异硫氰酸根光敏剂，刺激控制分子开关反应的关闭和开合，由实时钟表程序控制，待手术完成，5天后拆线时全部开合，由NMR和B超证实，体内的薄膜线的全降解。
实施例三
某黄腐酸结晶纤维素包装用薄膜，通过pH的稳定性，控制薄膜的使用寿命；而多次使用后于回收箱池，于水中，通过纳米材料量子点的pH变化,由阿魏酸酯重新分解为阿魏酸与植物甾醇，使分子开关打开，并可作为生态液肥梯度利用。
本发明在衍生化过程中，通过引入黄腐酸光敏剂分子等，赋予刺激响应功能材料的光控制分子开关性能。利用水分子中的羟基能够与黄腐酸、纤维素间形成氢键，因而可以通过控制水分子用以调控氢键之间的相互作用，进而调控基于黄腐酸、纤维素刺激响应材料的分子开关性能。在羧基化黄腐酸、纤维素膜材料中引入聚氨酯，分别制备得到的复合薄膜材料。通过调控pH值，使得黄腐酸、纤维素发挥形状记忆转换开关的作用，在生物医用材料领域，食品包装领域和智慧农业领域，潜在的应用价值极大。
虽然本发明主要描述了以上实施例，但是只是作为实例来加以描述，而本发明并不限于此。本领域普通技术人员能做出多种变型和应用而不脱离实施例的实质特性。例如，对实施例详示的每个部件都可以修改和运行，与所述变型和应用相关的差异可认为包括在所附权利要求所限定的本发明的保护范围内。
本说明书中所涉及的实施例，其含义是结合该实施例描述的特地特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。说明书中出现于各处的这些术语不一定都涉及同一实施例。此外，当结合任一实施例描述特定特征、结构或特性时，都认为其落入本领域普通技术人员结合其他实施例就可以实现的这些特定特征、结构或特性的范围内。

Claims (6)

1.一种纳米量子点控制的分子开关型可降解复合薄膜，其特征在于,包括黄腐酸以及纤维素，以黄腐酸、纤维素中存在的羟基，羧基、醌基在复合薄膜内形成氢键可逆的刚性网络结构，通过pH、温度、光线中单一或多重刺激的量子点控制的分子开关，以使薄膜分子结构中的羟基发生酯化、醚化或氧化反应。
2.如权利要求1所述的纳米量子点控制的分子开关型可降解复合薄膜，其特征在于,以黄腐酸、纤维素中存在的儿茶酚、辣椒素、姜黄素、鞣花酸、阿魏酸等羟基、羧基、醌基在复合薄膜内形成氢键可逆的刚性网络结构。
3.如权利要求1所述的纳米量子点控制的分子开关型可降解复合薄膜，其特征在于,所述复合薄膜形成pH3-11量子点控制的分子开关。
4.如权利要求1所述的纳米量子点控制的分子开关型可降解复合薄膜，其特征在于,所述量子点控制的分子开关包括-10—50℃温度及光线的量子点控制的分子开关。
5.如权利要求1所述的纳米量子点控制的分子开关型可降解复合薄膜，其特征在于,所述量子点控制的分子开关通过分子结构中的羟基发生酯化、醚化或氧化反应来启动或闭合开关，从而实现降解复合薄膜。
6.如权利要求1所述的纳米量子点控制的分子开关型可降解复合薄膜，其特征在于,具有保温、保洁、保墒的功能和调节应用后的降解速度，可广泛应用于食品包装、医药器械、智慧农业等领域。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104437548A (zh) * 2013-09-12 2015-03-25 华东师范大学 一种可见光光催化薄膜及制备方法以及具有他的照明灯具
CN105085999A (zh) * 2015-08-07 2015-11-25 复旦大学 一种生物相容的量子点发光薄膜及其制备方法
CN106694040A (zh) * 2016-11-30 2017-05-24 华南理工大学 一种量子点纤维素基光催化复合材料的制备方法
CN107915867A (zh) * 2017-11-24 2018-04-17 山东大学 一种秸秆纤维素水凝胶‑CdS纳米量子点复合物及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104437548A (zh) * 2013-09-12 2015-03-25 华东师范大学 一种可见光光催化薄膜及制备方法以及具有他的照明灯具
CN105085999A (zh) * 2015-08-07 2015-11-25 复旦大学 一种生物相容的量子点发光薄膜及其制备方法
CN106694040A (zh) * 2016-11-30 2017-05-24 华南理工大学 一种量子点纤维素基光催化复合材料的制备方法
CN107915867A (zh) * 2017-11-24 2018-04-17 山东大学 一种秸秆纤维素水凝胶‑CdS纳米量子点复合物及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
伦永志: "《现代医学检验进展》", 31 October 2018, 厦门大学出出版社 *

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