DOI: 10.1016/j.foodhyd.2021.106761

采用电流体动力学（EHD）技术可由生物聚合物和环保溶剂制备出具有高表面积体积比的微纳米结构。这种结构在食品领域拥有巨大的应用潜力。本工作旨在评估溶液参数在经EHD处理形成羟丙基甲基纤维素（HPMC）基微纳米结构中的作用，建立粘度和浓度等变量与处理区域之间的关系。

对具有低分子量（HPMC LMW）和高分子量（HPMC HMW）的HPMC进行静电纺丝和电喷雾制备了微纳米结构。对溶液的表面张力、电导率、粘度、零剪切率和比粘度进行了表征。通过绘制比粘度与浓度的关系图，结合扫描电子显微镜分析确定了电喷雾和静电纺丝区域。使用HPMC LMW时会形成粒子。当浓度在1-2％（w/v）之间时，形成棒状颗粒，当浓度在3％-6％（w/v）之间时，则形成圆形颗粒。平均粒径在833和1188nm之间变化，而长径比为1.3-3.7。当使用浓度为1％（w/v）的HPMC HMW时形成串珠纤维，浓度为1.5％-2.25％（w/v）时，则产生光滑纤维。所研制的纳米纤维的平均直径在79-161nm之间。

借助多种表征手段，成功确定了HPMC LMW和HMW的电喷涂和静电纺丝区域。然而，一旦其他工艺参数（例如，流速）影响到纤维和颗粒的形态，在过渡区附近就可以观察到与所获得形态有关的变化。

图1.在0.01至300/s的一系列剪切率下聚合物溶液的粘度曲线。

图2.不同浓度HPMC LMW（Mw=90kDa）和HPMC HMW（Mw=746kDa）的比粘度。蓝色区域代表获得纤维+微珠的条件。

图3.低粘度样品的SEM图像：a）1％，b）2％，c）3％，d）4％，e）5％，f）6％。

图4.高粘度样品的SEM图像：a）1％，b）1.5％，c）1.75％，d）2％，e）2.25％。

图5.不同流速下产生的微观结构之间的比较。500µL/h（左），1000µL/h（右）。其余参数相同。HPMC LMW聚合物浓度为6％（w/v），电压为10kV，距离为15cm。