1. 研究目的与意义（文献综述）
淀粉为含量丰富的天然聚多糖,通过酸水解可制备具有片层结构的淀粉纳米晶。淀粉纳米晶不但具有可再生、可降解、密度小、生产能耗低等优点，而且结构致密、刚度大，透湿率低、且具有特殊的片层结构，是制备聚合物基纳米复合材料的理想增强纳米填料。通过将这种有机纳米粒子用于复合材料,可充分利用其生物可降解、环境友好等优点制备高性能聚合物基纳米复合材料。2004 年 geim 等人发现稳定存在的单层石墨烯结构以来, 关于石墨烯的研究不断取得重要进展,其在微电子、量子物理、材料、化学等领域都表现出许多令人振奋的性能和潜在的应用前景。石墨烯因具有单层的碳原子结构,在物理性质方面有很多突出的优点,例如高电导率、高透明度，但是石墨烯在溶剂中不容易分散的性质成为它在研究和应用中不利的一面。通过研究发现有许多和石墨烯结构类似的材料,比如氧化石墨烯,它同样具有单层碳原子排布,只是在其周围还分布着大量的含氧官能团,由于这种材料结构的特点,往往同样具有一些和石墨烯相似或者更佳的性质。由于氧化石墨烯中大量官能团与溶剂分子之间的静电力作用,它可以在溶剂中均匀地分散,并且大量的官能团还可以为它与其他材料的复合提供了一个接枝途径。
随着石油等不可再生资源危机的加剧以及对环境造成的破坏,基于天然高分子等可再生资源的研究与应用受到越来越多的科研工作者的重视。豌豆蛋白是一种来源丰富、质优价廉的植物蛋白,其内部存在大量氢键、疏水键、离子键等作用，同时还具有许多重要的功能特性,如乳化性、凝胶性等。我国豌豆加工的重点主要是对豌豆淀粉的提取利用，制备淀粉后残渣中的蛋白质，目前绝大部分仅作饲料之用，这造成蛋白质资源的极大浪费。而在加工过程中，豌豆蛋白受热易变性，其水溶性变差。豌豆蛋白通过小分子增塑剂,可以热塑成型制成豌豆蛋白塑料。增塑效应提高了豌豆蛋白塑料的韧性,但同时也降低了其力学强度。随着纳米科技的发展,将纳米粒子均匀分散于聚合物基质中，充分发挥纳米粒子的纳米增强效应，是提高复合材料力学性能的有效途径。
此次研究的目的是基于片层淀粉纳米晶的力学增强效应以及氧化石墨烯的导电效应，将两种粒子以溶液共混的方法改性豌豆蛋白天然高分子基质制备具有优良力学、导电、热学等性能的“绿色”导电复合材料。通过此次纳米复合材料的制备工艺及性能研究，深入认识到纳米复合材料的制备工艺与性能之间的关系，提供一种纳米复合材料的制备方法。
2. 研究的基本内容与方案
基于片层淀粉纳米晶的力学增强效应以及氧化石墨烯的导电效应，将两种粒子以溶液共混的方法改性豌豆蛋白天然高分子基质,制备具有优良力学、导电、热学等性能的“绿色”导电复合材料。通过此次研究，掌握淀粉纳米晶的提取方法以及复合材料的制备工艺，探究淀粉纳米晶、氧化石墨烯、豌豆蛋白的不同共混配比对导电复合材料各方面性能的影响，得到最佳配比。
首先，采用酸水解的方法提取淀粉纳米晶。酸水解的具体实验方案参照angellier, h等在optimization of thepreparation of aqueous suspensions of waxy maize starch nanocrystals using a responsesurface methodology一文中提到的最优过程，将豌豆淀粉在3.16mol/l的硫酸溶液中进行水解制备淀粉纳米晶。
3. 研究计划与安排
（1）2016-03-20前完成开题报告撰写
（2）2016-04-15前完成复合材料的制备
（3）2016-05-25前完成复合材料的结构与性质表征和分析
4. 参考文献（12篇以上）
(1) 艾福金. 基于大豆蛋白和淀粉纳米粒的纳米复合材料的结构和性能研究[d]. 武汉理工大学, 2007.
(2) 任丽丽. 淀粉纳米晶的改性及其在热塑性淀粉复合材料中的应用[d]. 吉林大学, 2012.
(3) hélène a c, jean-luc p, sonia m b, et al. the molecular structure of waxy maize starch nanocrystals.[j]. carbohydrate research, 2009, 344(12):1558–1566.
