生物塑料纳米复合材料——聚乳酸的光诱导力显微镜分析与生态效应研究

随着全球日益关注塑料在生态系统中的作用，许多研究者正致力于开发新型生物塑料或”可降解聚合物”替代品，以降低塑料包装的生态影响。聚乳酸（PLLA）正是其中一种前景广阔的热塑性材料。这种生物塑料可分解为乳酸，并能通过玉米淀粉或甘蔗的淀粉发酵等可再生资源制备。PLA具有应用广泛、生产成本低廉的特点，并在特定环境条件下可自然降解。因此，该材料已被广泛应用于医疗植入体、3D打印以及可堆肥餐具等消费领域。

目前多个研究团队正在海洋水域、土壤及堆肥等真实自然环境中测试其降解性能。PLA的降解需要热量与水分触发水解作用。但该材料在气体阻隔性和机械性能方面存在明显缺陷：其质地偏软且气体透过率较高，难以满足食品包装要求；同时较低的热变形温度使其无法盛装热饮。通过工程手段增强材料性能将推动其更广泛应用。

本研究采用光诱导力显微镜（PiFM）分析聚乳酸与丙烯酸烷基酯共聚物（ACM/丙烯酸橡胶）的纳米复合结构，以确定两种材料的分散状态。借助PiFM与傅里叶变换红外光谱（FTIR）的高度相关性，我们能够以纳米级空间分辨率精准定位两种材料在基质中的分布情况。