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江汉大学学术丛书-甲壳素、壳聚糖的改性材料及其应用 内容简介： 本书聚焦于具有广泛应用前景的天然高分子材料——甲壳素与壳聚糖。从其独特的化学结构出发，深入探讨了通过多种化学、物理和生物学方法对其进行的改性策略，以及这些改性材料在不同领域的创新应用。本书旨在为相关领域的科研人员、研究生及行业从业者提供一本详实、前沿的参考著作。 第一部分：甲壳素与壳聚糖的结构、性质与制备 本部分首先对甲壳素和壳聚糖的来源、提取工艺以及它们的分子结构、化学官能团和物理化学性质进行了详细阐述。读者将了解到甲壳素作为一种天然多糖，其分子链中存在的氨基和羟基赋予了它独特的反应活性。随后，重点介绍了壳聚糖的制备过程，包括甲壳素的脱乙酰化机理、影响脱乙酰化度的因素以及不同脱乙酰化度对壳聚糖性能的影响。此外，还将介绍从不同生物源（如虾壳、蟹壳、昆虫体壁等）提取甲壳素和壳聚糖的最新技术进展，包括绿色、高效的提取方法，以及对原料预处理和纯化工艺的优化。 第二部分：甲壳素、壳聚糖的改性材料 这是本书的核心内容，详细介绍了多种改性甲壳素和壳聚糖的方法，并分析了不同改性方式如何改变其原有的性质。 化学改性： 化学接枝： 详细介绍通过自由基聚合、可控自由基聚合等技术将其他单体（如丙烯酸类、苯乙烯类、环氧乙烷等）接枝到壳聚糖骨架上，制备具有抗菌、生物相容性、水溶性等特殊功能的接枝共聚物。例如，接枝聚甲基丙烯酸2-羟乙酯（PHEMA）以提高其生物相容性和水凝胶性能；接枝季铵盐单体以赋予其优异的抗菌活性。 交联改性： 阐述使用化学交联剂（如戊二醛、戊二酸、Epichlorohydrin等）对壳聚糖进行交联，制备不同孔径、力学性能和溶胀比的壳聚糖凝胶、微球、纳米粒等三维网络结构。重点分析交联剂的种类、用量、反应条件对交联网络结构和性能的影响。 官能团修饰： 介绍对壳聚糖分子链上的氨基、羟基进行化学修饰，如乙酰化、磺化、羧甲基化、季铵化、酰化等，以改变其溶解性、亲水/疏水性、络合能力以及生物活性。例如，羧甲基化壳聚糖（CMC）具有更好的水溶性和生物相容性。 复合物的制备： 探讨了壳聚糖与其他天然高分子（如纤维素、淀粉、明胶等）或合成高分子形成的共混物、复合物。分析不同组分比例、制备方法对复合物结构、形态和性能的影响。 物理改性： 纳米化改性： 介绍通过静电纺丝、沉淀法、乳液法等技术将壳聚糖制备成纳米纤维、纳米粒、纳米片等纳米尺度材料，显著提高其比表面积和反应活性，改善其在生物医学领域的应用性能。 物理交联： 探讨利用温度、pH、溶剂等物理条件诱导壳聚糖形成物理交联网络，例如热诱导凝胶化、pH响应性凝胶等。 形态控制： 介绍通过控制结晶度、微观形貌（如多孔结构、纤维结构、薄膜结构）来调控壳聚糖材料的性能。 生物改性： 酶促改性： 介绍利用酶（如溶菌酶、木聚糖酶等）对甲壳素和壳聚糖进行降解或修饰，获得低分子量壳聚糖或具有特定官能团的新型衍生物。 微生物转化： 探讨利用微生物发酵法生产壳聚糖及其衍生物，以及微生物对壳聚糖的降解和转化研究。 第三部分：甲壳素、壳聚糖改性材料的应用 本部分将深入剖析各种改性甲壳素和壳聚糖材料在多个重要领域的具体应用，并结合最新的研究成果进行阐述。 生物医学领域： 药物载体： 详细介绍如何利用改性壳聚糖制备微球、纳米粒、水凝胶等作为药物缓释、靶向递送系统，以及在基因治疗、蛋白质递送等方面的应用。重点分析载药量、释放动力学、生物相容性与细胞毒性。 组织工程支架： 阐述改性壳聚糖因其优良的生物相容性、可降解性和促进细胞生长的特性，被广泛应用于制备骨、软骨、皮肤等组织工程支架材料。介绍不同改性方法如何影响支架的力学性能、孔隙结构和细胞黏附/增殖。 伤口敷料： 介绍改性壳聚糖在制备抗菌、促愈合伤口敷料方面的应用，包括其止血、抗炎、促进上皮细胞再生等作用。 抗菌材料： 重点介绍具有抗菌活性的改性壳聚糖（如季铵化壳聚糖、接枝抗菌单体的壳聚糖）在医疗器械涂层、食品包装、纺织品等领域的应用。 环境工程领域： 废水处理： 介绍改性壳聚糖作为高效吸附剂，用于去除废水中的重金属离子、染料、有机污染物等。重点分析吸附容量、吸附动力学、吸附机理以及吸附剂的再生利用。 生物修复： 探讨改性壳聚糖在生物修复领域的应用，如作为微生物载体、促进污染物降解等。 食品工业领域： 食品保鲜剂： 介绍改性壳聚糖在食品包装、涂层等方面的应用，其抗菌、抗氧化、成膜性等特点有助于延长食品货架期。 食品添加剂： 探讨其作为增稠剂、乳化剂、稳定剂等在食品加工中的应用。 农业领域： 植物生长调节剂： 介绍改性壳聚糖对种子萌发、植物生长、抗病等方面的促进作用。 生物农药载体： 探讨其作为农药缓释载体的潜力。 其他领域： 生物分离： 介绍改性壳聚糖在色谱分离、膜分离等方面的应用。 催化剂载体： 探讨其作为绿色催化剂载体的潜力。 总结与展望 本书在对现有研究成果进行梳理和总结的基础上，还将对甲壳素、壳聚糖改性材料的研究现状、存在的问题以及未来的发展趋势进行深入探讨。包括开发更绿色、高效的改性方法，拓展其在新兴领域的应用，以及深入研究其在分子尺度上的作用机制，为该领域的研究提供新的思路和方向。 本书内容丰富，结构清晰，理论与实践相结合，是学习和研究甲壳素、壳聚糖改性材料及其应用的重要参考书。
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