可降解高分子材料的应用越来越重要，但是传统可降解高分子材料普遍存在力学性能不足的问题。并且随着人们对食品安全以及健康生活需求的增加，具有抗菌功能的可降解包装材料受到了日益重视。聚乙烯醇（PVA）是一种可由非化石资源合成的可生物降解材料，由于其无毒、良好的生物相容性、优秀的阻氧性能以及相对低廉的成本而备受青睐。然而，纯PVA 膜无抗菌活性，通过向PVA膜中引入抗菌剂可以赋予一定的抗菌活性。纯银系抗菌剂通常具有较差的光稳定性且极易释放，大大缩短了抗菌剂的有效抗菌周期；为降低成本并提高银系抗菌剂的功效，通常需要将银纳米粒子负载到特定的载体上，但这往往造成复合材料力学性能下降。

  最近，华南理工大学刘伟峰和广东工业大学邱学青教授团队在前期制备仿蜘蛛丝高强高韧PVA复合膜的基础上（Adv. Funct. Mater. 2019, 29(4): 1806912，Int. J. Biol. Macromol. 2020, 142, 551-558），开发了一种低成本、绿色环保并与PVA基体具有良好界面相容性的负载型高效含银纳米抗菌剂，并将其引入PVA膜中制备出高强度、高韧性，同时具有紫外屏蔽功能的可降解抗菌复合膜。该纳米抗菌剂采用绿色生物质单宁酸和木质素磺酸钠为原料，其中木质素磺酸钠作为银纳米粒子的载体。归功于抗菌剂在PVA膜中形成的纳米微相分离结构以及纳米粒子与PVA基体之间强烈的氢键相互作用（图1），PVA纳米复合膜表现出优异的力学性能，拉伸强度最高达到了131.6 MPa，断裂比韧性高达262 J/g，远远高于天然蜘蛛丝的比韧性（图2）。尽管复合膜中的银元素含量极低（0.032-0.32 wt‰），但PVA纳米复合膜仍然表现出良好的抗菌活性。此外，该纳米抗菌剂还赋予PVA复合膜优异的抗氧化活性和紫外线防护功能。由于生物质衍生物单宁酸和木质素磺酸钠以及PVA基体都可以生物降解，该项工作为制备高性能抗菌可生物降解复合材料提供了一种简便的思路。

图 1

图 2

  该研究成果“Very strong, super tough, antibacterial and biodegradable polymeric materials with excellent UV-blocking performance”近期以封面（图3）发表在绿色化学与材料期刊ChemSusChem 2020, 13, 4974-4984。

图 3

  论文通讯作者为华南理工刘伟峰和广东工大邱学青教授，第一作者为博士研究生张晓。木质素是储量最大的天然芳香高分子，该工作阐述了工业木质素特殊的分子结构在绿色功能高分子材料中的应用，为今后高性能全降解生物质/高分子复合材料的理性设计提供了借鉴。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/cssc.202002012