近期，山東農(nóng)業(yè)大學林學院董智教授團隊在《Industrial Crops and Products》以及《International Journal of Biological Macromolecules》發(fā)表了題為“Pulsed ultrasound–induced montmorillonite/pectin composite film with an interlocking structure for strawberry packaging”與“A pectin–beeswax/montmorillonite biodegradable multifunctional liquid mulching film regulated by Pickering emulsion templating for wind erosion resistance and water retention/heat preservation”的研究論文。林學院2022級博士研究生許方舟為論文的第一作者，董智教授為論文的唯一通訊作者，山東農(nóng)業(yè)大學為論文第一完成單位。

進展一：

純果膠薄膜存在機械強度差、阻隔性能不足等固有缺陷，而引入蒙脫土等納米填料雖可改善其性能，卻極易因填料團聚導致薄膜開裂。針對這一難題，董智教授團隊引入脈沖超聲技術，通過調(diào)控內(nèi)部各組分之間的“分散-降解-組裝”動態(tài)平衡，成功構建了果膠與蒙脫土之間的互鎖網(wǎng)絡結(jié)構。研究表明，適宜時長的脈沖超聲處理（10分鐘）能有效松散果膠網(wǎng)絡、擴大蒙脫土層間距，促進二者通過氫鍵等非共價作用形成插層結(jié)構。該結(jié)構使薄膜的拉伸強度提升至30.89 MPa，斷裂伸長率達9.94%，同時有效增強紫外線屏蔽能力并降低水蒸氣透過率，最終展現(xiàn)出良好的水果包裝應用潛力。本研究打破了傳統(tǒng)“基質(zhì)-惰性填料”的思維定式，強調(diào)在超聲加工中必須統(tǒng)籌分散、降解與重組裝的整體動態(tài)平衡，為開發(fā)高性能果膠基納米復合材料提供了新的策略。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.123204

進展二：

在荒漠化地區(qū)，水資源短缺是制約植物生存的首要因素。傳統(tǒng)塑料地膜疏水過強，阻礙雨水下滲與土壤呼吸；而淀粉、果膠等多糖基液態(tài)地膜疏水過差，水分快速垂直滲漏，作物難以高效利用。如何在“阻水”與“透水”之間找到平衡，成為新型環(huán)保液態(tài)地膜設計面臨的核心挑戰(zhàn)。針對這一難題，董智教授團隊創(chuàng)新提出“整體親水-局部疏水”的策略：以蒙脫土為固體顆粒，采用Pickering乳液模板法成功制備了果膠-蜂蠟/蒙脫土（P-BW/MMT）多功能液態(tài)地膜。該技術利用果膠與蒙脫土協(xié)同穩(wěn)定蜂蠟固體脂質(zhì)顆粒，使其均勻分散于親水性果膠網(wǎng)絡之中。其中，部分脂質(zhì)顆粒暴露于液態(tài)地膜表面，形成可控的疏水位點，其余則填充于網(wǎng)絡內(nèi)部，增強結(jié)構致密性。這一設計調(diào)控了水分入滲路徑，既能保障降水順利下滲，又可有效抑制垂直滲漏，促進水分橫向運移。相比于純果膠液態(tài)地膜，經(jīng)P-BW/MMT 75%液態(tài)地膜固結(jié)的沙土層可抵抗30 m/s風速連續(xù)侵蝕1小時以上，保水與保溫性能分別提升9.33%和8.61%。小麥盆栽實驗證實，該液態(tài)地膜不僅不阻礙出苗，反而促進根莖生長，且具備良好的田間可降解性。綜上，本研究為干旱惡劣生境下的農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)與荒漠化防治提供了一種環(huán)境友好且高效可行的解決方案。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.149023