水凝胶涂层因其独特的性能,在众多领域有着广泛的应用前景,然而现有制备策略中对生物资源的利用相对不足。在此背景下,我院汤柳燕老师课题组致力于探索可持续的水凝胶涂层制备方法,以实现资源的高效利用和环境的友好发展。该团队创新性地提出了一种利用贝壳废弃物衍生的壳粉(SP)作为关键资源的水凝胶涂层制备方法,即壳粉酸解触发原位凝胶化(SP-ATIG)方法,为水凝胶涂层的可持续发展开辟了新路径。

贝壳废弃物在全球范围内产量巨大,其主要成分碳酸钙(CaCO₃)含量丰富,但目前大部分贝壳废弃物被随意丢弃,造成了严重的资源浪费和环境污染。汤柳燕老师课题组巧妙地将贝壳废弃物转化为高附加值的水凝胶涂层材料,不仅实现了废弃物的再利用,还为水凝胶涂层的制备提供了一种绿色、环保的新思路。通过将壳粉与含有单宁酸的聚乙烯醇(PVA-TA)底漆层结合,并与海藻酸钠反应,利用壳粉在酸性条件下释放的钙离子与海藻酸钠交联形成水凝胶涂层。该方法不仅适用于多种基底材料(如玻璃、塑料、金属等),还能实现涂层厚度的可控调节,并且能够构建双网络水凝胶涂层,为基底提供定制化的功能性表面。此外,这种水凝胶涂层还具备图案化能力、润滑性和抗油性等优异性能,使其在信息传输、自润滑材料和防污涂层等领域展现出巨大的应用潜力。
该研究成果以“Versatile fabrication of hydrogel coatings with shell powder as a key ingredient”为题发表在化学工程领域权威期刊 Chemical Engineering Journal 上。论文第一单位为五邑大学环境与化学工程学院;第一作者为五邑大学硕士研究生李峰,通讯作者为汤柳燕老师。本研究得到了国家自然科学基金青年项目、广东省教育厅普通高校特色创新项目和五邑大学港澳联合研发基金项目的大力支持。