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  隨著高質量食品和藥品需求的增長，冷鏈物流市場持續擴大，然而常用的聚苯乙烯泡沫（EPS）因不可生物降解性造成嚴重環境污染，且其溫度緩沖性能不足，需配合輔助制冷，易引發溫度分布不均和能源過度消耗等問題，因此開發可生物降解且高效的溫度緩沖替代包裝材料已成為迫切需求。基于相變材料（PCM）的溫度緩沖包裝被視為極具潛力的解決方案，其中聚乙二醇 400（PEG400）作為有機 PCM，因生物安全性高、低腐蝕、化學穩定及成本低等特點，適合作為低溫儲能介質，但現有研究中，相關聚乙二醇類相變材料存在泄漏或封裝效率低等問題，嚴重制約了其在冷鏈物流中的實際應用。天然多糖具有可再生、可降解和環境友好等優勢，在包裝領域備受關注。天然多糖豐富的活性基團，通過交聯等策略，可提升其作為載體材料的負載和封裝能力。

  近日，廣西大學林寶鳳教授團隊在綠色低溫緩沖包裝材料的研究取得重要進展，通過預成型后增強與冷凍干燥相結合的方法，制備了一種基于羧甲基殼聚糖/海藻酸鈉/聚乙二醇 400 的新型成型穩定相變材料（FSPCM）。研究結果表明，作為主要性能之一，PEG400的高封裝效率（50.37%）使這種 FSPCM 具有比聚苯乙烯泡沫更強的溫度緩沖性能。令人驚喜的是，層狀外殼還賦予了 FSPCM 出色的機械性能（楊氏模量為 10.27 兆帕）、抗滲漏性（在 80 ℃下放置 5 天后仍未檢測到PEG400滲漏）和抗菌性能（對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺菌率大于 99.5%）。此外，FSPCM 還具有優異的熱穩定性和生物相容性。本研究為綠色低溫緩沖冷鏈運輸的替代包裝開發提供了新的視角。

圖 1. 不同PEG400含量樣品的截面SEM圖像。 (a) CSGC、(b) CSPGC-1、(c) CSPGC-2、(d) CSPGC-3 和 (e_1-3 和 f) CSPGC-4 橫截面的SEM圖像。

圖 3. 低溫緩沖性能測試。(a) 實時紅外熱成像（從左到右依次為 CSPGC-4、EPS 和 CSGC 箱）。(b) 不同方框（Ⅰ：對照組；Ⅱ：EPS；Ⅲ：CSGC；Ⅳ：CSPGC-4）內的冷卻和（c）加熱時間-溫度曲線。(d) 魚肉在冷鏈運輸模擬試驗中的時間-溫度曲線。

圖 4. 熱穩定性測試。(a) 顯示 CSPGC-4（左）和 PEG400（右）形態穩定性能的數碼照片。(b) 泄漏測試過程的數碼照片。(c) CSGC 和 CSPGC 的 TGA 和 DTG 曲線。比例尺：2 cm。

  該工作以“Carboxymethyl chitosan-based form-stable phase change materials with ultra-low leakage and excellent low-temperature buffering performance”為題發表于《Carbohydrate Polymers》。論文的共同通訊作者為廣西大學化學化工學院林寶鳳教授、中國科學院上海應用物理研究所唐忠鋒研究員，第一作者為2023級碩士研究生郭鄧爽。該研究得到國家自然科學基金項目（22175045）、廣西自然科學基金重大項目（2021GXNSFDA220005）等項目資助。

  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0144861725008173