2021“创造未来”大赛可持续技术类获奖：多功能生物纳米复合水果涂层

HP工作站奖得主

饥饿和慢性营养不良影响全球8亿多人，而全球三分之一粮食被浪费。鲜活农产品尤甚，近40-50%农作物浪费。减少浪费潜力巨大，即使减少15%也可多养活2500万人。

商业技术中，保鲜易腐农产品最常用方法是打蜡——涂覆基于脂肪酸防腐剂的人工涂层。但其不可水洗和潜在有毒化合物对人类健康和环境构成不良影响风险。

此处描述的解决方案是多功能、蛋白基、共形纳米复合涂层，源自易得廉价或废弃生物材料。涂层提供材料柔韧性、可食性、可水洗、有效性、可生物降解、外观等多重保鲜性能组合。

涂层主要成分：蛋清衍生聚白蛋白蛋白、木浆纤维素纳米晶体及各种生物相容改性剂。合成始于蛋清蛋白、蛋黄、甘油组合形成坚固可食薄膜。添加姜黄素增强抗菌抗氧化性能，减少微生物生长，允许微环境最佳气体交换，降氧增二氧化碳保鲜。纤维素纳米晶体进一步降低水汽渗透率。

保鲜研究显示：购后8-11天，所有未涂层水果出现酶促褐变腐烂，涂层样品保持外观坚实度超一周。体外研究确认涂层可食性。区别于蜡涂层，该涂层易水洗提供光泽外观。易加工工艺赋予低成本量产高潜力。

发明可捕获可食性包装市场潜力，预计2025年达6.79亿美元。有潜力缓解有机农产品17-65%溢价成本，为健康意识消费者提供平价替代。

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直接热电能量转换有潜力在几乎所有电气应用中替代内燃机和涡轮机。热离子晶体管用电磁力创建电动力学器件，可采取近乎任何外形因子，在近乎任何环境中工作。

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增强翼型性能监测器直接监测风机每叶片局部翼型应力，无线实时传输工况至风机控制站。检测最小气流扰动，阈值超限触发报警。

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该工艺在室温下短反应时间浸出锂离子电池电极中钴等有价成分。使用廉价材料，易规模化，投入化学品更少。

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