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研究人员已经用单宁酸制造了抗氧化剂垫,可以使食物免于长时间变坏。
 
氧化会使食物变质,使酒变酸,使伤口恶化。虽然抗氧化剂可以减少这些化学反应的不良影响,但创造一个能够提供持久抗氧化活性的坚固平台是一个持续的挑战。
 
研究人员可能已经用他们新的抗氧化剂垫解决了这个问题。沐鸣招商研究人员表示,这些垫子由超细聚合物链和红酒中的抗氧化剂组成的相互交织的网络构成,它们强度大、稳定性好,能够在很长一段时间内传递抗氧化活性。
 
“我们的创新是我们调整的步骤需要旋转没有缺陷,超微纤维制造高性能抗氧化剂垫,“说Adwait Gaikwad,研究生斯维特拉娜Sukhishvili的实验室在德州农工大学工程学院和该研究的主要作者在ACS应用材料&接口。
 
“每一种纤维都在分子间与几种抗氧化剂分子相连,所以最后一种由数百万种这样的纤维构成的垫子增强了抗氧化功能。”
 
抗氧化剂垫中的微小纤维都朝着同一个方向
 
研究人员用于制造抗氧化垫的纳米纤维的放大图。(来源:斯维特拉娜Sukhishvili)
 
虽然氧化是一种常见的自然现象,但如果不加以控制,这种化学反应可能是有害的。例如,在酒精饮料中,过多的氧化会导致酒精中乙醛的形成,改变饮料的味道、颜色和香气。在人体内,氧化应激会导致自由基的积累,沐鸣招商单位联系从而损害健康细胞和身体组织。
 
然而,氧化反应可以通过抗氧化剂的作用得到控制。这些化合物很容易与周围的氧结合或提供电子来中和带电的自由基。在众多抗氧化剂中,红酒中发现的一种名为单宁酸的分子特别有吸引力,因为它还具有抗菌和抗病毒功能。研究人员表示,这些显著的特性是由于单宁酸分子结构中存在多酚原子群。
 
“多酚是一种天然的有机化合物,也因其抗氧化特性而为人所知,”苏赫什维利实验室的研究生兼主要研究作者Hanna Hlushko说。“结果表明,这种单宁酸富含这些多酚基元,这使它成为许多分子的有效结合伙伴,并能清除大量自由基。”
 
在过去的研究中,科学家们将抗氧化剂混合到合成纤维中。简单地说,在这项技术中,他们首先把一种聚合物和抗氧化剂混合在一起,然后把它们压扁成一张纸。但研究人员表示,这些垫子的功能较低,因为用于抗氧化活动的表面积有限。
 
因此,为了增加抗氧化活性的表面积,他们创造了一个抗氧化网,由聚合物和单宁酸组成的超细纤维制成。因此,这种网状的草席的每一条都能促进抗氧化活性。此外,与早期的混合技术不同,他们选择了一种聚合物,这种聚合物可以通过形成氢键来保持单宁酸分子,从而增加了最后一块垫子的整体强度。
 
造这些纤维,研究人员用一个注射器装满了单宁酸,一种叫做聚乙烯吡咯烷酮的聚合物,以及各种溶剂。然后,当他们从注射器中挤出混合的聚合物抗氧化剂溶液时,他们在注射器的顶端和不远处的一个转筒收集器之间施加了16千伏的电压。当聚合物从注射器进入收集筒时,这种极高的电压将其拉入纳米纤维。在纺丝过程的最后,他们得到了一个相互交织的纳米纤维垫。
 
当研人员在高倍电子显微镜下检查这些垫子时,他们发现这些纳米纤维没有任何可能损害垫子机械性能的缺陷。他们还发现,这些草席在水的pH值下是稳定的,可以通过连续释放大约20天的单宁酸来提供持续的抗氧化活性。