金属有机框架材料(MOF)是有机无机杂交材料,由有机配体和金属离子或通过协调键自组装形成的分子内毛孔。国内外许多杰出的科学家在功能设计,可控合成,结构效应关系以及对MOF的潜在应用探索方面做了许多杰出的工作。 MOF具有高孔隙率,低密度,大比表面积,通道规则,可调节孔径和拓扑多样性的优势,因此它们被广泛用于气体存储和分离,催化,感应,药物输送和环境污染物控制。对MOF基础研究的深入研究也导致了其迫切需要基于设备的应用程序。
但是,MOF材料容易损失粉末,因此难以有效恢复或成型,这严重阻碍了基于设备的MOFS材料的应用过程。改善MOF材料的可回收性和成型加工性,越来越多地成为科学家研究的重点。实现MOFS材料的水凝胶/空气凝胶化并获得轻质复合材料,然后完成相应的成型处理被认为是将MOF材料推广到实际基于设备的应用程序的关键手段之一。
近年来,惠江科技大学材料科学与工程学院的Yao Juming和Gao Junkuo团队在准备MOF/纤维素复合气瓶材料及其在水净化中的应用方面取得了一系列结果。论文发表在化学上。工程。 J.(用于激活过氧基硫酸盐以降解有机污染物的可回收金属有机框架/纤维素气凝胶,Chem。J.2018,349,766-774。)被选为ESI热纸(第一千个现场引文中的一千分之一)。最近,该小组在国际知名的期刊期刊《协调化学评论》(2018 FACTION因素13.47)(Chordin。Chordin。Chem。Rev.,2019,398,213016.)中,在国际知名的期刊协调化学评论(2018 FACTION因素13.47)中,发表了“基于金属有机框架的最新进展”。近年来。本综述中解释的内容包括合成基于MOF的水凝胶/气凝胶材料的一般方法,基于MOFS的水凝胶/气凝胶材料的详细分类以及基于MOFS的水凝胶/气瓶材料的应用。这三个部分由这三个部分组成。
这篇综述首先介绍了两种基于MOF的水凝胶/气凝胶材料的合成策略,即直接混合方法(在合成水凝胶/气凝胶过程中添加MOF)和原位生长方法(在水凝胶/气胶底物上生长MOFS INU)。合成水凝胶/气凝胶复合材料是一种柔性材料,易于成形。内部MOF晶体的分布分散且均匀。
此外,根据水凝胶/气凝胶底物对基于MOF的水凝胶/气凝胶材料进行分类。 In addition to the hydrogel/aerogel materials that can be formed by MOFs itself, the focus is on detailed classification and introduction of MOFs/bioderivative organic macromolecular hydrogels, MOFs/biocompatible hydrogels, MOFs/graphene-based hydrogels, as well as MOFs/silica-based aerogels, MOFs/graphene-based aerogels, MOFs/cellulose-based aerogels, MOF/有机聚合物基凝胶,MOF/有机聚合物基凝胶,MOFS衍生物/气凝胶和其他材料。
最后,这篇综述提供了基于MOF的水凝胶/气凝胶材料的广泛应用领域的详细介绍。其中,基于MOF的水凝胶材料主要用于伤口愈合,传感,药物运输和其他领域。基于MOF的气凝胶材料主要用于储能,催化,水处理,气体吸附和其他田地。与传统的MOF粉末相比,基于MOFS的水凝胶/气凝胶材料不仅可以维护甚至优化应用程序性能,而且可以很好地形状,回收和重复使用,这极大地解决了MOFS材料易于粉末和脆性的问题。
这篇综述系统地总结了基于MOF的水凝胶/气凝胶材料的当前发展状态。 The first authors are Dr. Wang Luyu, a young teacher from the School of Materials of Zhejiang University of Technology, Professor Gao Junkuo and Professor Yao Juming of the School of Materials of Zhejiang University of Technology and Professor Zhang Qichun of the School of Materials of Zhejiang University of Technology, as co-corresponding authors.
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热加工对食品质量有影响?新兴非热加工技术来助力
抽象的
热加工被广泛用于确保食品安全并通过灭活微生物和酶来延长保质期。但是,它通常会导致不希望的热诱导的降解和分子聚集,从而影响食物质量。因此,食品工业越来越多地采用非热处理技术,例如高压加工,超声波,脉冲电场,冷大气等离子体和超临界二氧化碳作为维持或增强食物的感觉和养分特性的创新策略。本文回顾了这些新兴技术对主要食品大分子(包括淀粉,蛋白质和脂质)的物理和化学特性的机制和影响。这些非热方法在分子和宏观结构水平上诱导结构和功能变化,从而影响质地,风味和营养谱。尽管越来越多的证据表明其作用,但在非热治疗下淀粉,蛋白质和脂质的交叉交流机制仍然有限。这些复杂相互作用的说明对于优化加工条件和实现食物基质的目标功能至关重要。这突出了一个关键的研究差距,并强调了对先进的分析方法的需求,以充分利用食品设计中非热技术的潜力。
亮点
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非热处理显示抑制淀粉降解的潜力。
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在脉冲电场处理过程中产生抗性淀粉。
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加工的蛋白质乳化和泡沫特性得到了改善。
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由于温度较低,非热处理会诱导较少的脂质氧化。
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淀粉,蛋白质和脂质之间的相互作用极大地影响食物质量。
数字和桌子
图1。五种非热处理技术的示意图,包括高压处理(HPP),超声波(US),脉冲电场(PEF),冷大气等离子体(CAP)和超临界二氧化碳(SC-CO2)。
图2。(a)在消化不同均匀压力处理的Lotus Seed Starch(SL)和甘油单诚(GMS)之前和之后的SEM图像(5000x)。 (b)RDS,SDS和RS的微结构和晶体形式。 (c)淀粉加热和冷却后宏观结构的示意图变化。 (d)在不同的超声波下,自然淀粉和超声淀粉的RD,SDS和RS的比率变化。
图3。美国对蛋白质作用的示意图。由我们引起的空化会破坏膜,改变蛋白质的晚期结构,并破坏二硫键。
图4。(a)CAP产生的ROS和RD对调节蛋白质构象的影响。 (b)盖对多肽中二硫键键裂解的影响。 (c)由疏水相互作用诱导的蛋白质聚集。
图5。非热处理对脂质产物形成和淀粉 - 蛋白 - 脂蛋白 - 脂质三元复合物的影响的示意图。
结论
新兴的非热治疗技术通过最大程度地减少蛋白质变性,脂质氧化和热敏感营养素的降解,为传统热处理方法提供了有希望的替代方法。诸如高压处理,空气泡和脉冲电场之类的技术已经证明了重组大分子的能力,从而改善了淀粉,蛋白质和脂质的物理化学和功能性能。值得注意的是,已显示非热方法可促进抗降解和抗性淀粉形成,增强蛋白质乳化和泡沫能力,并改善脂质结构和风味特征。
这些技术诱导分子变化,例如链氨酰蛋白链淀粉比,二蛋白结构(α-螺旋和β-折叠含量),胶质化温度和结晶模式,所有这些都会影响胶质化行为,降解和消化率。在温和温度下修饰蛋白质会影响质地,凝胶强度,保留能力和乳化性能,而脂质氧化则可以减轻脂质氧化,从而改善了产品质量和保质期。
但是,尽管有这些优势,但一些挑战阻碍了广泛的工业应用。高设备成本,不同食品基质的治疗结果的可变性以及缺乏标准化处理参数限制了可扩展性。此外,了解非热技术影响多组分食品系统的机制,尤其是淀粉 - 蛋白 - 脂质相互作用,仍然不足,这在文献中造成了显着差距。未来的研究应优先考虑分子水平的机制研究,处理条件的标准化和全面的成本效益分析,以支持开发安全,高效和商业上可行的非热门食品加工解决方案。