基于合成生物学方法制备的聚羟基烷酸酯（PHAs）具有一些引人注目的优点（例如可家庭堆肥、可在海洋中降解等），非常适合用于绿色包装等领域。然而，结晶能力差、缺乏功能性（如抗紫外线和抗菌特性）等极大地限制了其广泛使用。石墨烯量子点（GQDs）是一种0维纳米材料，具有化学稳定性高、光致发光性能优异、生物相容性好等优点，在高分子纳米复合材料领域具有非常广的应用前景。然而，GQDs存在与聚合物基体不相容、聚集诱导淬灭、功能单一难以满足应用要求等缺点，限制了其在高分子领域的应用。
本文以生物基单体柠檬酸和色氨酸等为原料通过水热法制备了富含氨基、羧基和共轭结构的GQDs，将其作为多功能纳米填料，通过共混的方式制备了 PHAs/GQDs纳米复合材料。GQDs不仅可以以纳米尺度均匀分散在PHAs基体中，而且还能作为成核剂显著提高PHAs的成核密度。值得注意的是，只需加入0.5 wt%的GQDs，复合材料就能获得优异的抗菌性能（99.99%）、紫外屏蔽性（90.5%）、较高的透明度（＞ 80%）和机械性能。此外，该复合材料还具有很强的荧光稳定性，并对 pH 值变化非常敏感，有望用于制备一种能够智能检测汗液 pH 值变化的可穿戴设备。因此，从基础材料到预期的应用，本研究有望拓展生物聚酯在功能包装和智能检测领域的应用范围。
相关成果以标题为“A novel strategy for the preparation of multifunctional and robust polyhydroxyalkanoates/GQDs nanocomposites with UV-resistance, pH-responsive and antibacterial properties”发表于国际期刊Chemical Engineering Journal上。江南大学化学与材料工程学院硕士研究生王倩为该论文的第一作者，江南大学徐鹏武副教授和马丕明教授为该论文的通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等资助。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894723058370?via%3Dihub
