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  作為自然界中豐富的生物資源之一，非糧淀粉，如木薯、玉米和紅苕等淀粉，具有可再生、獨特的熱塑加工性、可生物降解和成本低等優點，常以10-50 μm球形顆粒形式用于制備生物質高分子復合材料，實現高分子綠色可持續發展的目的。與其他天然高分子不同的是，淀粉中的直鏈部分由α-D-吡喃葡萄糖經α-1,4-糖苷鍵連接組成；而支鏈淀粉的分支位置為α-1,6-糖苷鍵，其余為α-1,4糖苷鍵。這種無序態二級結構使得淀粉氫鍵作用力較低，難以達到理論上三重氫鍵作用力的強度。因此淀粉可以在極性溶劑作用下進行溶脹和溶解，破壞淀粉織態結構，促使原本處于顆粒間孤立的淀粉分子鏈向彼此的區域進行擴散，形成拓撲纏結結構，獲得熱塑性塑料的特征。淀粉/極性溶劑所展示的熱塑性特征，在低碳和可持續發展領域中具有重大作用，能促進淀粉基高分子共混物具有高性能化和制備過程低碳化優點，因此對淀粉熱塑化機理進行闡述，梳理熱塑性淀粉近年的發展趨勢及推動其在能源領域的應用，意義重大。

圖1.淀粉的熱塑化形態演變過程

圖2. 熱塑性淀粉膠制備機理和新應用

圖3.熱塑性淀粉氫鍵作用力和單螺旋結構特征

  論文最后對熱塑性淀粉膠提出展望：

  1、淀粉有機凝膠氫鍵作用力定量調控及其應用。

  2、淀粉有機凝膠的單螺旋結構的調控及其離子傳輸應用。

  3、在α-D-吡喃葡萄糖結構單元引入N, S, P, Si等其他元素，促進熱塑性淀粉結構與性能變化，拓展其在能源產生、捕捉和存儲領域中的應用。

  論文鏈接：

  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