仿珍珠母结构的天然蛭石改性海藻酸盐薄膜：兼具协同多功能性，适用于可持续食品包装

《ACS Applied Polymer Materials》：Nacre-Inspired All-Natural Vermiculite-Modified Alginate Films with Synergistic Multifunctionality for Sustainable Food Packaging

　　传统食品包装材料存在环境持久性、屏障效能不足和食品腐败加速等问题。本研究通过协同粘附-剥离组装机制，开发出VMT改性钙alginate（VMT-CA）薄膜，其中VMT微片通过静电吸引、氢键及Ca2+离子交联增强网络结构。0.3 wt% VMT-CA薄膜的水蒸气渗透率（7.2 g·mm·m?2·d?1·kPa?1）、拉伸强度（135.4 MPa）和氧气指数（40%）分别比纯CA薄膜提高38.9%、77.2%和22.7%。该材料兼具99.7%紫外线屏蔽率和52.7%可见光透传率，能有效延长葡萄（15天无霉变）和草莓（8天保鲜）的保质期，优于商用聚乙烯薄膜。其多功能性结合生物降解特性，为可持续食品包装提供新方案。

　　

传统的食品包装材料面临着诸多挑战，包括在环境中的持久性、防护性能不足以及食品易变质等问题。为了解决这些问题，我们通过协同粘附-剥离作用制备了一种经过VMT改性的海藻酸钙（VMT-CA）薄膜。在这种薄膜中，VMT微片作为分散的交联剂：VMT与海藻酸钙（CA）基质之间的分子级界面相互作用通过静电吸引和氢键实现，同时借助Ca²⁺介导的离子交联作用进一步增强薄膜的结构。实验结果显示，含有0.3 wt% VMT的VMT-CA薄膜具有优异的水蒸气透过性（7.2 g·mm·m^–2·d^–1·kPa^–1），拉伸强度为135.4 MPa，氧气阻隔性能（极限氧气指数）为40%，这些性能分别比纯海藻酸钙薄膜提高了38.9%、77.2%和22.7%。此外，该复合薄膜还具有选择性光管理功能，能够阻挡99.7%的紫外线辐射，同时保持52.7%的可见光透过率。实验还表明，这种复合薄膜可将葡萄的保质期延长至15天且表面不会发生变质，同时草莓的新鲜度可保持8天，性能优于商用聚乙烯薄膜。凭借其多功能性和生物降解性，VMT-CA薄膜成为可持续食品包装领域的有力竞争者，能够有效延长食品的新鲜度。