[发明专利]一种白及胶-半乳甘露聚糖-氧化石墨烯薄膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种白及胶‑半乳甘露聚糖‑氧化石墨烯薄膜及其制备方法与应用，包括以下步骤：将白及胶和半乳甘露聚糖加入到氧化石墨烯水溶液中，经搅拌、分散脱气后倒入玻璃模具中，完全干燥后将模具置于室温下，揭膜即得。本发明将氧化石墨烯复位到半乳甘露聚糖基体中，经白及胶改性后制得的薄膜均匀度、热稳定性及机械性强度高，是一种具有良好的生物相容性的可降解的绿色材料，可以广泛应用于医药食品包装、组织工程和生物材料等领域。

技术领域

本发明属于复合薄膜材料技术领域，具体涉及到一种白及胶-半乳甘露聚糖-氧化石墨烯薄膜及其制备方法与应用。

背景技术

经过了数百万年的进化，许多生物材料实现了结构与性能的完美结合，贝壳材料便是其中的佼佼者。贝壳珍珠母是一种典型的有机-无机复合材料，其实现了强度、韧性和硬度的结合，超越了人工合成的金属、陶瓷、塑料等材料。天然的贝壳珍珠母所具有有序的“砖-灰”层状结构以及有机无机组分之间的协同增韧等机制赋予了其优异的机械性能，从而促使人们竞相对其研究。构建贝壳珍珠母的“砖-灰结构以期获得机械性能更加突出的复合材料逐渐成为人们研究的热点。根据组分不同，可以划分为：陶瓷基层状复合材料、黏土基层状复合材料、碳酸钙基层状复合材料以及石墨烯基层状复合材料等。其中石墨烯可以与聚合物、金属纳米颗粒、碳纳米材料及有机小分子形成各种复合材料，通过复合可以发挥石墨烯和各组分材料的优势。石墨烯基层状复合材料具有超高的强度、优良的导电性、禁带宽度为零、良好的导热性以及室温量子霍尔效应、室温铁磁性等特殊性质，是材料学及相关领域研究的热点，石墨烯及其复合材料在电子、信息、能源、材料和生物医药等领域具有广泛的应用前景。

氧化石墨烯(GO)作为石墨烯的衍生物，由于含有羟基、羧基、环氧基和羰基等许多活性功能基团，具有较高的比表面能，良好的亲水性及机械性能，分散性好等优点。而且其价格低廉且易于制备。与石墨烯相比，氧化石墨烯有更加优异的性能，其不仅具有良好的润湿性能和表面活性，而且能被小分子或者聚合物插层后剥离，通过将氧化石墨烯作为新型填料来制备功能性高分子纳米复合材料，在改善材料的热学、电学、力学等综合性能方面发挥着非常重要的作用。然而，GO是水分散性材料，不易分离和回收。最新研究发现，生物高分子能和二维的GO交联组装为三维结构，提高吸附容量和机械强度。虽然石墨烯是高度惰性材料，但是氧化石墨烯(GO)易于化学功能化最近的研究表明多层氧化石墨烯在600米每秒的速度下测得的特征穿透能是文献报道中钢板的近十倍显而易见的是，氧化石墨烯纳米片可以被用作是仿珍珠母层材料的理想无机构筑模块仿珍珠母层氧化石墨烯(GO)-有机聚合物复合材料表现出优异的机械性能。

与合成聚合物相比较，天然来源的聚合物在生物相容性、生物降解能力和低毒性的要求方面更有优势。白及为兰科植物的干燥块茎。白及具有收敛、补肺、止血、消肿，外敷治疗创伤出血、痛肿、烫伤和疗疮等功效。白及块茎中含有40％-50％天然水溶性的白及多糖，即白及多糖胶，其主要功能成分是白及葡甘聚糖。白及多糖胶由甘露糖和葡萄糖两种单糖组成，相对分子质量为9.97×10⁴，水溶液特性黏度随其分子量增大而增大。白及凝胶具有更好的延展性、澄明度、弹性及柔性，此外，白及胶(BG)还具有良好的成膜性能，不但可以使膜质柔软，而且可以改进PVA膜的药物缓释性能。白及胶除了上述收敛、止血及延缓皮肤衰老等功能外，还集增稠、悬浮、乳化、保湿、稳定等功能于一体，是目前既具有药物活性成分又可生物降解的性能最优越的生物胶。白及胶作为一种天然无毒的胶在医药、美容、涂料、印染等行业应用广泛。除这些优点之外，相比较合成的高分子材料来说白及胶存在着低粘性的缺陷，这导致其在溶剂蒸发成膜的方法中难以控制成膜质量，并且其复合材料机械性能较差。