钙离子的添加对壳聚糖和几丁质纳米纤维水凝胶强度的影响开题报告

1. 研究目的与意义

几丁质是自然界中储量仅次于纤维素的结构性多糖，来源十分逛广阔，具有廉价易得、生物可降解性、稳定性及特殊的机械性能等优点，目前已广泛应用于复合材料、纺织品、药物输送、保健品和膜材料中。

几丁质是一种乙酰氨基葡萄糖以β-1，4糖苷键组成的线性大分子，壳聚糖是由几丁质经过高温碱处理后将乙酰氨基的乙酰基脱除后得到的线性高分子，大分子主链排列整齐，无分支，带有羟基和氨基，这为几丁质的高值化利用提供了一个有利的条件。

几丁质经过部分脱乙酰后能使几丁质分子束表面带有正电荷，经过机械处理就能得到分散性良好的几丁质纳米纤维。

2. 国内外研究现状分析

水凝胶是一种具有吸水保水特性的材料，并且能保持独特的三维结构。水凝胶材料由于在结构上与人体的大分子组分相似，通常都是生物相容的，因此它们可以植入到人体内。一般情况下化学水凝胶的性能较物理凝胶稳定。在食品行业，多糖凝胶可作为质构改良剂，在生物医药行业，凝胶能作为药物缓释载体，生物内支架材料等等。水凝胶的这些优异特性注定它在农林，医药，食品，工业等方面有出色表现^[7]。

农林园艺方面

农林用高分子水凝胶材料亦称超强吸水剂，由于其具有吸水率高、保水性强等优异性能，使得其在农、林、牧、园艺、绿化等方面的应用极具发展前景。超强吸水剂可改善土壤团粒结构，使土壤透水性、透气性增强，并且能缩小土壤白天和晚上的温差；同时它还能吸收肥料、农药构成缓释体系，增长了肥效、农药效果。因此，超强吸水剂作为土壤改良剂、土壤保水剂、种子包衣剂、植物生育生长促进剂和苗木移植保存剂等得到应用，这不仅可改善土壤团粒结构，增加土壤的保墒、保湿、保肥性能，提高种子发芽率、成活率，促进植物生长。生理卫生、医疗及医药方面

3. 研究的基本内容与计划

以蟹壳为原料提取几丁质，经过部分脱乙酰及机械处理制备得到几丁质纳米纤维，经过碱蒸气浴或戊二醛化学交联来制备几丁质纳米纤维水凝胶，在制备水凝胶的过程中通过添加不同比例的钙离子，以提高制备得到的水凝胶的强度，并研究其结构与热力学性能、力学性能。

4. 研究创新点

甲壳素和壳聚糖及其衍生物不仅具有资源丰富，安全无毒的特点，而且作为一种天然高分子材料，其独特的生理活性越来越受到很多国家的重视，其应用领域也在不断扩大。近年来，我国在甲壳素和壳聚糖应用方面的研究日趋活跃，尤其是在薄膜，凝胶等方面。几丁质的来源广阔安全无毒使得几丁质基原料的水凝胶在食品，医疗等方面具有十分广阔的前景。