近日,中国农业科学院烟草研究所烟草病虫害绿色防控创新团队在Renewable and Sustainable Energy Reviews(JCR一区,IF=16.3)发表综述文章,系统解析了微胶囊技术在先进材料、农业和食品工业中的创新应用与前沿进展。该研究通过人工智能模型优化微胶囊设计,为功能材料的智能开发与产业升级提供了重要理论支撑。
微胶囊技术通过将活性物质(如相变材料、催化剂、益生菌等)封装于高分子外壳中,可显著提升其稳定性、控释性能及功能多样性。研究团队对比了喷雾干燥、乳液聚合、微流控等主流微胶囊制备技术的优劣,并创新性地引入人工神经网络(ANN)模型,预测了微胶囊的降解率、压缩强度等关键参数,误差率低于1%。实验表明,通过调控核心-外壳比例、乳化速度等参数,可定向设计具有优异热管理、催化活性或防腐性能的微胶囊材料。此外,研究揭示了绿色封装工艺的发展趋势,如采用超声波辅助乳化技术降低能耗,以及利用生物可降解材料替代传统聚合物外壳。该研究为微胶囊技术发展提供方向,为农业病虫害绿色防控、食品质量安全等高性能需求场景提供解决方案。
烟草所王英文特聘副研究员为论文的第一作者,杨金广研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金和中国烟草总公司重大科技专项等项目的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.rser.2025.116082