近日，林學(xué)院董智教授團(tuán)隊(duì)在《International Journal of Biological Macromolecules》發(fā)表了題為“Polydopamine-coated montmorillonite micro/nanoparticles enhanced pectin-based sprayable multifunctional liquid mulching films: Wind erosion resistance, water retention, and temperature increase/heat preservation properties”的研究論文。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(xué)為論文第一完成單位。

與傳統(tǒng)的不可生物降解塑料地膜相比，天然聚合物基液態(tài)地膜具有良好的生物降解特性，可以更好的鋪設(shè)在崎嶇地形以應(yīng)對風(fēng)沙侵蝕，因而受到了廣泛的關(guān)注。然而，單純使用天然聚合物材料制備的液態(tài)地膜結(jié)構(gòu)疏松，空隙較多，功能有限，這嚴(yán)重影響了其抗風(fēng)蝕、保水和保溫性能，極大的限制了其實(shí)際應(yīng)用范圍，尤其是在寒冷干旱的荒漠化地區(qū)。本文制備了聚多巴胺包覆蒙脫土微/納米顆粒增強(qiáng)的果膠基多功能可噴涂液態(tài)地膜。多巴胺具有豐富的活性位點(diǎn)，其在蒙脫土表面的自聚合提高了蒙脫土與果膠鏈的相容性，促進(jìn)了蒙脫土在果膠聚合物中的分散性，并通過氫鍵作用使它們更緊密地纏結(jié)在一起。因此，本研究制備的液態(tài)地膜具有更好的機(jī)械性能（提高了64.94 N）和抗風(fēng)蝕性能（風(fēng)速 30 m/s，大于 60 min）。此外，聚多巴胺包覆的蒙脫土微粒/納米粒子可填充果膠鏈的空隙，從而提高果膠基液態(tài)地膜的致密性和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使其具有更好的保水性（提高了 14.67 %）和保溫性（提高了 3.14 °C）。同時，聚多巴胺的光熱效應(yīng)還賦予了該地膜良好的升溫效果（升溫 2.84 °C）。得益于這些特性，本研究制備的液態(tài)地膜可有效促進(jìn)小麥生長，并具有良好的生物降解性。這些結(jié)果表明，在干旱和寒冷環(huán)境中應(yīng)用聚多巴胺包覆蒙脫土微/納米顆粒增強(qiáng)的果膠基多功能可噴涂液態(tài)地膜是一種有效的策略，有望為未來農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)提供綠色解決方案。

本研究得到了內(nèi)蒙古自治區(qū)重大科技專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、山東省自然科學(xué)基金、甘肅省白銀市景泰縣鹽堿地綜合利用試點(diǎn)項(xiàng)目（二期）核心試點(diǎn)示范項(xiàng)目和中國科學(xué)院重大項(xiàng)目的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.139976

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波