文献综述
大豆作为一种资源丰富的高分子天然材料,由于其来源丰富、价格低廉及优良的功能性,逐渐被人们作为一种环境友好材料来使用。在目前的文献报道中,有不少关于大豆蛋白材料的应用,如塑料、凝胶、薄膜、包装材料、粘合剂以及一些生物医用材料和强化复合材料等领域具有潜在的应用价值,越来越受到研究人员的重视[1,2]。大豆蛋白膜是将大豆蛋白分子中含有的很多活性基团,在一定条件下蛋白质分子交联形成的蛋白膜材料[3,4]。大豆蛋白膜具有良好的生物相容性、生物降解性、营养特性、阻氧气性能、阻湿性能和阻油性能,同时具备一定的机械强度,如抗拉强度、断裂延伸率和弹性模量[5]。但是,由于天然大豆蛋白分子是一种球状结构,蛋白分子之间的相互作用可能仅仅是一些球形亚基之间的摩擦力,因此,它的力学性能在作为材料使用时表现得很差,再加上其较高的水敏感性,所以,关于纯大豆蛋白膜材料的制备及应用的文献报道寥寥无几。因此,要想制备具有实际应用价值的大豆蛋白材料,就势必要对其进行物理或化学的改性[6]。
比如早在2008年时,钟振声等[7]采用加热、紫外辐射、超声波振荡、均质分散和微波辐射5种物理方法对(大豆分离蛋白)SPI进行改性处理,并对作用效果进行了横向比较,结果表明微波辐射的改性效果最好,其对SPI的分散性、乳化性和黏性影响显著。田少君等[8]采用水浴加热法对(大豆浓缩蛋白)SPC进行改性,改性后的SPC在溶解性、持水性、持油性、乳化性和乳化稳定性、起泡性和凝胶性等方面均有改善。黄晓辉等[9]在大豆蛋白质饱和溶液中添加各种助剂对大豆蛋白进行改性处理,然后用酸性试剂修饰,改性后的大豆蛋白质具有较好的韧性和耐水性,其断裂伸长率能达到200%,饱和吸水率在10%以下。
目前,在国家政策支持下科学技术得到了迅猛发展,商业应用的电子产品更加趋近智能化。柔性可穿戴电子器件的研制是未来科技发展的方向之一,柔性导电材料是可穿戴电子器件的重要支撑材料[10-11]。其中,透明柔性电极(FTEs)由于其在柔性电子产品中的关键作用,一直是研究的重点,引发了人们对如何制造在高应力状态下具有耐用性的高性能柔性电子材料问题的思考。
其中,透明柔性电极(FTEs)由于其在柔性电子产品中的关键作用,一直是研究的重点。最常见的透明柔性电极材料是掺杂的氧化物半导体薄膜。氧化铟锡(ITO)薄膜有良好的光学透明性、导电性,并且在光电子显示屏领域占据了数十年的主导地位[12,13]。然而,传统的ITO薄膜易碎且在很小的应变下就发生破裂,无法满足未来可穿戴柔性电子产品对力学柔性要求[14,15]。但是由于铟储量稀少及ITO自身的脆性,无法满足柔性电子设备的长远发展[16]。研究者们一直在探究最佳的替代材料,导电高分子(聚吡咯、聚噻吩等)被人们广泛研究[17]。相对于ITO来说导电高分子制备过程简单而且具有很好的柔软性[18,19]。但是,它的导电性相对较低而且组装成器件的稳定性较差,从而影响了它的实际应用。2004年以后,石墨烯引起人们的广大关注并且开始探究它在TCFs上的应用[20,21]。尽管石墨烯也可以制备出与ITO性能和媲美的TCFs,但是石墨烯的制备过程复杂,价格昂贵而且经济效益低。从长远角度出发,碳纳米管(CNTs)是最佳的选择。其中碳纳米管(CNTs)与柔性基体结合受到人们的广泛研究[22,23]。相对于共他材料来说,它具有较大的优点,其中包括原料(碳)储量较大、制备条件简易、化学性能稳定、高的导电性以及宽波长范围内具有高的透光性等[24]。
基于大豆蛋白优良的成膜性和生物相容性,本课题将以大豆蛋白膜为基体,多壁碳纳米管(MWNTs)为导电物质,通过利用交联剂进行均匀涂覆浸泡,制备大豆蛋白柔性导电薄膜[25,26]。
参考文献
[1]陈惠. 功能化石墨烯制备及其改性大豆蛋白膜性能研究[A]. 中国化学会.中国化学会第30届学术年会摘要集-第三十三分会:绿色化学[C].中国化学会:中国化学会,2016:1.
[2]马力. 大豆蛋白的简单化学改性以及由此制备的强韧大豆蛋白膜[A]. 中国化学会高分子学科委员会.2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题I:生物高分子与天然高分子[C].中国化学会高分子学科委员会:中国化学会,2013:1.
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