作为自然界中丰富的生物资源之一，非粮淀粉，如木薯、玉米和红苕等淀粉，具有可再生、独特的热塑加工性、可生物降解和成本低等优点，常以10-50 μm球形颗粒形式用于制备生物质高分子复合材料，实现高分子绿色可持续发展的目的。与其他天然高分子不同的是，淀粉中的直链部分由α-D-吡喃葡萄糖经α-1,4-糖苷键连接组成；而支链淀粉的分支位置为α-1,6-糖苷键，其余为α-1,4糖苷键。这种无序态二级结构使得淀粉氢键作用力较低，难以达到理论上三重氢键作用力的强度。因此淀粉可以在极性溶剂作用下进行溶胀和溶解，破坏淀粉织态结构，促使原本处于颗粒间孤立的淀粉分子链向彼此的区域进行扩散，形成拓扑缠结结构，获得热塑性塑料的特征。淀粉/极性溶剂所展示的热塑性特征，在低碳和可持续发展领域中具有重大作用，能促进淀粉基高分子共混物具有高性能化和制备过程低碳化优点，因此对淀粉热塑化机理进行阐述，梳理热塑性淀粉近年的发展趋势及推动其在能源领域的应用，意义重大。

图1.淀粉的热塑化形态演变过程

图2. 热塑性淀粉胶制备机理和新应用

图3.热塑性淀粉氢键作用力和单螺旋结构特征

  论文最后对热塑性淀粉胶提出展望：

  1、淀粉有机凝胶氢键作用力定量调控及其应用。

  2、淀粉有机凝胶的单螺旋结构的调控及其离子传输应用。

  3、在α-D-吡喃葡萄糖结构单元引入N, S, P, Si等其他元素，促进热塑性淀粉结构与性能变化，拓展其在能源产生、捕捉和存储领域中的应用。

  论文链接：

  Wanje Si, Shuidong Zhang*. A review and new progress: Green Manufacturing of Thermoplastic Starch for Low-Carbon and Sustainable Energy Applications. Green Chemistry, 2024, DOI: 10.1039/D3GC03671E

  https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2024/GC/D3GC03671E