淀粉基可降解材料的应用及其研究现状徐国皓孟瑶任芯雨张潮

淀粉基可降解材料的应用及其研究现状徐国皓孟瑶任芯雨张潮
发布时间：2023-07-13T04:42:27.662Z 来源：《国家科学进展》2023年5期作者：徐国皓孟瑶任芯雨张潮
[导读] 新材料是现代科技发展之本，可降解材料是国家战略性新兴产业发展方向之一。

随着全球对改善环境的诉求越来越强烈，使用生物可降解材料被认为是根治一次性塑料“白色污染”最有效的解决方案。

淀粉属于天然可再生材料，用廉价的淀粉为原料制备各种高价值的生物质材料，不仅实现了淀粉的华丽变身，而且取代了大量难以降解的传统塑料制品，有效参与到“白色污染”治理当中，促进社会生态体系的建设，对中国双碳战略目标以及全球节能减排具有重要意义。

四川省宜宾市翠屏区西华大学四川宜宾 644000
摘要：新材料是现代科技发展之本，可降解材料是国家战略性新兴产业发展方向之一。

随着全球对改善环境的诉求越来越强烈，使用生物可降解材料被认为是根治一次性塑料“白色污染”最有效的解决方案。

淀粉属于天然可再生材料，用廉价的淀粉为原料制备各种高价值的生物质材料，不仅实现了淀粉的华丽变身，而且取代了大量难以降解的传统塑料制品，有效参与到“白色污染”治理当中，促进社会生态体系的建设，对中国双碳战略目标以及全球节能减排具有重要意义。

关键词：淀粉；可降解材料；环境保护
一、淀粉基可降解材料的概念
淀粉基可降解材料是一类新型的可生物降解材料，通常由淀粉等植物性原料制成，经过一系列的工艺处理使其成为可降解材料。

淀粉基可降解材料可以在自然环境中被微生物分解，变成二氧化碳和水等无害物质，不会对环境造成污染。

在制造过程中，需要添加一定的降解剂，以便使其更容易被微生物分解，加快分解速度。

淀粉基可降解材料可以被广泛应用于制造一次性包装材料、餐具、农业覆盖膜等，是当前环保意识逐渐增强的条件下，替代传统不可降解材料的热门选择。

二、淀粉基可降解材料的优势
淀粉基可降解材料是一种具有极大优势的环保材料，其应用前景广泛，具有推动环保、可持续发展的重要作用。

淀粉基可降解材料的优势体现如下：
1.环保。

淀粉基可降解材料可以在自然环境中被微生物分解，不会对环境造成污染，在大范围应用中可以减少传统不可降解材料的污染。

2.可再生。

淀粉基可降解材料可以由植物性原料制成，这些原料可以在自然条件下再生，也可通过种植获取，是一种可再生的资源。

3.安全性高。

淀粉基可降解材料通常由食品级淀粉等物质制成，物质安全性高，且分解产物与自然界中存在的物质相同，不会对人体造成危害。

4.良好的可塑性和加工性。

淀粉基可降解材料具有良好的可塑性和加工性，能够制成各种形状的产品，广泛应用于包装、一次性餐具、医疗器械等领域。

5.技术研发前景广。

淀粉基可降解材料的技术研发前景广泛，不同的制备方法、原料和添加剂等可以使其性能得到不断改善和提高，更能切合不同领域的应用需求。

三、淀粉基可降解材料的应用
淀粉基可降解材料是一种具有广泛应用前景的环保材料，在包装、食品、医疗、农业等领域具有广阔的应用前景，也是当前环保意识推动下的热门方向。

其主要应用于以下几个方面：
1.包装材料。

淀粉基可降解材料可以用于制造一次性餐具、快递袋、袋装食品等包装材料，具有良好的耐水性和机械性能，能够满足现代生活的需求。

2.一次性餐具。

淀粉基可降解材料制成的一次性餐具，可自然降解，不会对环境造成污染，成为餐饮行业普遍使用的环保替代品。

3.医疗器械。

淀粉基可降解材料可用于制造手术缝合线、药箱等医疗器械，能够降低医疗机构的废弃物产生量，起到环保的效果。

4.农业覆盖膜。

淀粉基可降解材料可用于制造农业覆盖膜，能够有效控制土壤水分和温度，提高作物产量，同时也能够保护环境，减少废弃物的堆积。

四、淀粉基可降解材料的研究现状
淀粉基可降解材料制备的原料一般为淀粉、黏米粉等植物性物质，原料的加工和制备工艺影响着淀粉基可降解材料的性能和应用。

研究人员通过改变原料的来源、成分、材料加工工艺和制备工艺等因素，研发制备出性能更好的淀粉基可降解材料。

为了提高淀粉基可降解材料的力学性能、热稳定性和耐水性等各方面的性能，研究人员不断探索各种制备工艺。

目前对其进行改性处理是提高淀粉基可降解材料性能的常见方法，包括添加降解助剂、增强剂、填料等材料，以及使用物理、化学等方法进行改性，能够有效改善淀粉基可降解材料各方面的性能和功能，最后针对淀粉基可降解材料的力学性能、热稳定性、水解性等方面进行测试，并研究其在包装材料、一次性餐具、医疗器械、农业覆盖膜等领域的应用效果。

淀粉基可降解材料作为一种环保材料，其分解产物可能对环境造成影响，因此淀粉基可降解材料对于环境的影响以及可持续性研究也是科研工作者们的研究方向之一。

一方面，淀粉基可降解材料可以被微生物降解为二氧化碳和水等微小分子，降解过程中可能会产生对环境的影响，如释放出甲烷等温室气体；另一方面，淀粉基可降解材料在土壤中分解会增加有机质含量和土壤微生物数量，从而提升了土壤肥力，并促进了土壤酶活性，但也可能对土壤形态学结构产生影响，造成土壤土质和养分的留存能力下降；最后，淀粉基材料在高温和高湿度下易分解，其在常温下的稳定性相对较好，产品结构稳定和降解速度相对较慢，但在超过其耐受极限的高温和高湿度环境中，它的降解速度会被加快，从而降解产物可能造成对环境的影响。

由于种种不确定因素，研究人员需要对其进行针对性的研究，以解决淀粉基可降解材料在实际应用中可能遇到的环境问题，同时探索淀粉基可降解材料的可持续性。

五、结语
总的来说，淀粉基可降解材料相比于传统的不可降解材料，对环境的影响相对较小。

当前，淀粉基可降解材料在高要求环境下的应用还受到一定限制，需要进一步改善其性能。

同时，在回收和处理上，也需要更加完善的技术支持，提升其实际效率和实用性，在使用和处理过程中需要关注产品的生命周期，合理处理其分解产物，达到环保效果。

因此，对淀粉基可降解材料的开发和研究仍需投入更多精力和资源。

参考文献：
[1]张群.淀粉基生物可降解材料制备技术研究[J].食品与生物技术学报，2022，41（11）：112.
[2]林川，罗仁勇，陈远文，陈绍军，段丹，张宇.淀粉基可降解材料研究现状[J].农产品加工，2019（08）：78-80.作者简介：徐国皓，（2003.03-）男，汉族，四川自贡人，本科在读，研究方向：淀粉基可降解材料的创新应用。