随着高质量食品和药品需求的增长，冷链物流市场持续扩大，然而常用的聚苯乙烯泡沫（EPS）因不可生物降解性造成严重环境污染，且其温度缓冲性能不足，需配合辅助制冷，易引发温度分布不均和能源过度消耗等问题，因此开发可生物降解且高效的温度缓冲替代包装材料已成为迫切需求。基于相变材料（PCM）的温度缓冲包装被视为极具潜力的解决方案，其中聚乙二醇 400（PEG400）作为有机 PCM，因生物安全性高、低腐蚀、化学稳定及成本低等特点，适合作为低温储能介质，但现有研究中，相关聚乙二醇类相变材料存在泄漏或封装效率低等问题，严重制约了其在冷链物流中的实际应用。天然多糖具有可再生、可降解和环境友好等优势，在包装领域备受关注。天然多糖丰富的活性基团，通过交联等策略，可提升其作为载体材料的负载和封装能力。

  近日，广西大学林宝凤教授团队在绿色低温缓冲包装材料的研究取得重要进展，通过预成型后增强与冷冻干燥相结合的方法，制备了一种基于羧甲基壳聚糖/海藻酸钠/聚乙二醇 400 的新型成型稳定相变材料（FSPCM）。研究结果表明，作为主要性能之一，PEG400的高封装效率（50.37%）使这种 FSPCM 具有比聚苯乙烯泡沫更强的温度缓冲性能。令人惊喜的是，层状外壳还赋予了 FSPCM 出色的机械性能（杨氏模量为 10.27 兆帕）、抗渗漏性（在 80 ℃下放置 5 天后仍未检测到PEG400渗漏）和抗菌性能（对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率大于 99.5%）。此外，FSPCM 还具有优异的热稳定性和生物相容性。本研究为绿色低温缓冲冷链运输的替代包装开发提供了新的视角。

图 1. 不同PEG400含量样品的截面SEM图像。 (a) CSGC、(b) CSPGC-1、(c) CSPGC-2、(d) CSPGC-3 和 (e_1-3 和 f) CSPGC-4 横截面的SEM图像。

图 3. 低温缓冲性能测试。(a) 实时红外热成像（从左到右依次为 CSPGC-4、EPS 和 CSGC 箱）。(b) 不同方框（Ⅰ：对照组；Ⅱ：EPS；Ⅲ：CSGC；Ⅳ：CSPGC-4）内的冷却和（c）加热时间-温度曲线。(d) 鱼肉在冷链运输模拟试验中的时间-温度曲线。

图 4. 热稳定性测试。(a) 显示 CSPGC-4（左）和 PEG400（右）形态稳定性能的数码照片。(b) 泄漏测试过程的数码照片。(c) CSGC 和 CSPGC 的 TGA 和 DTG 曲线。比例尺：2 cm。

  该工作以“Carboxymethyl chitosan-based form-stable phase change materials with ultra-low leakage and excellent low-temperature buffering performance”为题发表于《Carbohydrate Polymers》。论文的共同通讯作者为广西大学化学化工学院林宝凤教授、中国科学院上海应用物理研究所唐忠锋研究员，第一作者为2023级硕士研究生郭邓爽。该研究得到国家自然科学基金项目（22175045）、广西自然科学基金重大项目（2021GXNSFDA220005）等项目资助。

  原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0144861725008173