第一发明人姓名：程鹏羽

性别：男

民族：汉族

第一发明人所在学校：大连育明高级中学

第一发明人所在年级：二年级

辅导教师：于春杰

作品摘要：

*结构组成：

（1）发光包装杯主体由光致发光的含铕聚合物水凝胶构成；（2）发光包装杯涂膜由可食用蜂蜡，阿拉伯胶和明胶组成，是仿生超分子复合材料；（3）本发光包装杯由含铕聚合物水凝胶主体及食品级超分子涂膜共同构成。  

*主要特征：

（1）降低液体食物浪费：杯体内部涂膜具有超疏水性，减少杯体与液体食品之间的附着力，降低高密度液体食品（如牛奶、酸奶、蜂蜜）的残余，减少食物浪费。（2）涂膜材料无毒、可食用且适用于柔性表面：涂膜采用原料为美国FDA批准使用的食品级材料，无毒无害、安全可靠；涂膜材料可用于柔性表面，对光滑的杯体具有很好的附着力。（3）趣味性：杯体采用的光致发光材料在光线诱导下可发红光，增加了液体食品饮用时的趣味性 

*主要用途：

适用于液体食品包装，尤其在牛奶、酸奶、奶茶、蜂蜜等高密度液体食品的包装中可以显着降低液体残留。   

*创新点：

（1）发光原理基于含铕聚合物本身的光致发光特性，与传统荧光素发光相比，具有很好生物兼容性又能防止荧光物质聚集而产生的荧光猝灭，且可作为杯体原材料直接加工，发光均匀，可以重复使用。（2）杯体内部的涂膜具有极强的超疏水性，对于各种液体食物和液体残留物显示出高接触角，有效减少食物残留，且涂膜经过长时间冲洗，界面仍保持优异的超疏水性能，在减少食物残留的同时安全环保、可重复利用。

*问题提出：

牛奶，酸奶和蜂蜜等液体食物在倾倒及饮用时均可产生一定的残余，造成食品资源的浪费，且包装材料单一，趣味性不强，不能满足消费者的消费欲望。目前的发光杯主要采用杯体中含有LED灯电发光原理、含有纽扣电池的闭合电路液体感应发光原理、注入荧光粉的光诱导发光原理制造，虽然可以部分满足消费者的趣味性需求，但不能直接应用于液体食品的包装，且存在安全隐患。现有包装材料不能有效实现高密度液体食品的残余问题。

*解决方案：

（1）杯体的制备：制备策略是先合成光致发光的含铕聚合物水凝胶材料，之后对其进行成型处理。在光致发光的含铕聚合物水凝胶材料制备中，首先合成具有聚合活性的含铕有机配合物，其次合成含铕配合物的聚合物，然后进行含铕配合物的聚合物的醇解，接着合成含铕水凝胶；最后进行成型处理。（2）仿生超分子涂膜的制备：首先将阿拉伯胶和水在圆底烧瓶中混合，待阿拉伯胶溶解后，将明胶，甘油和水倒入，然后将该混合物混合并在50℃条件下加热12小时，并过滤除去未溶解的固体；（3）发光包装杯的制备：将第一步制备获得的杯体用乙醇和去离子水漂洗，随后使用氮气干燥；将第二步制备获得的混合物滴加到杯体内部，之后通过轻轻摆动使其形成均匀的薄膜；最后在室温下冷却一定时间，制备获得一种食品级仿生超疏水材料涂膜的饮料发光包装杯。

*使用或试用效果：

（1）含铕聚合物水凝胶的发光效果：在自然光及灯光的诱导下发红光。（2）仿生超分子材料涂膜效果：可显着降低不同液体产品的残余，试验产品包括立顿绿茶，佳得乐，可口可乐，橙汁，全脂牛奶，咖啡和蜂蜜，这些产品在此都可以自由滚动方向。

*优点：

（1）包装杯可重复利用：经过试验验证，杯体的水凝胶材料及涂膜材料均可以重复利用；（2）趣味性强：杯体采用的光致发光材料在光线诱导下可发红光，增加了液体食品饮用时的趣味性。（3）适用范围广：可广泛应用于高密度液体食品的包装中，包括乳制品、奶茶制品、蜂蜜制品、果汁、可乐、酒精饮料等。（4）节约资源：本包装杯可以减少液体食品的包装残留，有效节约食品资源。

*还需进一步研究的问题：

（1）包装杯可发多色光；（2）包装杯的热感应发光。

作品图片：

查新说明:自我查新结论：新颖

1、本产品具有极高的科技含量，杯体由含铕聚合物水凝胶构成，属于材料研究领域；涂膜由可食用蜂蜡，阿拉伯胶和明胶组成，属于超分子研究领域；将两者结合应用于食品包装领域中，解决液体残留的问题。2、在本次检索到的文献中，除本项目研制人员自己的文章外，未见有与本项目整体研发内容相同的报道。