Nano-klodser kan hjælpe med at bygge en bedre emballage for at holde madvarer friskere længere

Forskere rapporterer om et nyt materiale, der indeholder en ingrediens, der bruges til at lave mursten, og som viser lovende som en gennemsigtig belægning til at forbedre styrken og ydeevnen af ​​plastemballage til fødevarer. Kaldet "nano-klodser, "filmen ligner endda mursten og mørtel under et mikroskop, de siger. Belægningen kan hjælpe fødevarer og drikkevarer med at forblive friske og smagfulde længere og kan erstatte noget folieemballage, der er i brug, bemærker de. Forskerne beskrev den nye, miljøvenligt materiale her i dag ved det 241. nationale møde og udstilling af American Chemical Society (ACS).

Almindelige plastiksodavandsflasker har en tendens til at miste deres brus efter blot et par måneders opbevaring på dagligvarebutikkernes hylder. Hvis producenterne anvender den nye belægning på disse flasker, materialet kunne bremse tabet af kuldioxidgas og hjælpe sodavand med at holde sig boblende i flere måneder eller endda år, sagde forskerne. Belægningen kan også forlænge holdbarheden for de bærbare madpakker kendt som MRE'er (Meal, Ready to Eat), der understøtter soldater i felten, med den ekstra fordel, at den kan mikrobølgeovn, bemærkede de. Selvom lavet til at holde i mindst tre år, deres holdbarhed kan falde til så lidt som tre måneder, når de udsættes for barske forhold såsom høj varme.

"Dette er en ny, 'uden for boksen'-teknologi, der giver plastik de overlegne fødevarekonserveringsegenskaber som glas, " sagde Jaime Grunlan, Ph.D., der rapporterede om undersøgelsen. "Det vil give forbrugerne mere smag, længerevarende fødevarer og hjælper med at booste fødevareemballageindustrien."

Grunlan bemærker, at producenter i øjeblikket bruger en række avancerede emballagematerialer til at konservere fødevarer og drikkevarer. Disse materialer omfatter plast, der er belagt med siliciumoxid, et materiale, der ligner sand, som giver en barriere for ilt, der kan fremskynde fødevarefordærvelse. Et andet eksempel er den såkaldte metalliserede plast - plast med en tynd belægning af metal eller folie - der bruges i mange kartoffelchipsposer.

Disse og andre emballagematerialer har ulemper, sagde Grunlan. Nogle plastik revner let under transport eller stød. Metaliseret plast er ikke-gennemsigtigt - et afslag for forbrugere, der gerne vil kunne se deres mad før køb. Tilstedeværelsen af ​​metal forhindrer også deres brug i mikrobølgeovnen. Madposer lavet af metal, såsom MRE'er, give slagfasthed, men de mangler både gennemsigtighed og mikrobølgeevne. Forbrugerne har brug for bedre muligheder for fødevareemballage.

Grunlan har identificeret et lovende alternativ i form af "nano-klodser." Den nye film kombinerer partikler af montmorillonit-ler, en jordingrediens, der bruges til at lave mursten, med en række forskellige polymermaterialer. Den resulterende film er omkring 70 procent ler og indeholder en lille mængde polymer, gør det mere miljøvenligt end nuværende plastik. Filmen er mindre end 100 nanometer tyk - eller tusindvis af gange tyndere end bredden af ​​et enkelt menneskehår - og fuldstændig gennemsigtig for det blotte øje.

"Når man ser det under et elektronmikroskop, filmen ligner mursten og mørtel, " sagde Grunlan, en lektor i Department of Mechanical Engineering ved Texas A&M University i College Station, Texas. "Det er derfor, vi kalder det 'nano-klodser'."

Når den lægges i lag på eksisterende plastemballage, det tilføjer styrke og giver en forbedret barriere mod ilt, han sagde. Grunlan påviste i laboratorieundersøgelser, at filmen er 100 gange mindre permeabel for ilt end eksisterende siliciumoxidbelægninger. Det betyder, at det sandsynligvis også er en bedre iltbarriere end en metalbelægning, hvis permeabilitet svarer til siliciumoxidens, bemærkede forskerne.

"Andre har tilføjet ler til polymer for at reducere (gas) permeabilitet, men de er tusindvis af gange mere permeable end vores film, " sagde Grunlan. "Vi har den mest organiserede struktur - en nano-mursten - som er kilden til denne exceptionelle barriere. Dette er virkelig den mest iltuigennemtrængelige film, der findes."

Grunlan forsøger i øjeblikket at forbedre kvaliteten af ​​filmen for at gøre den mere attraktiv for emballageproducenter, herunder at gøre den mere fugtbestandig. Han forestiller sig, at producenterne vil dyppe plast i belægningen eller sprøjte belægningen på plast. I fremtiden, han håber at udvikle nano-murstensfilm, der blokerer sollys og indeholder antimikrobielle stoffer for at forbedre emballagens ydeevne.

Den nye belægning viser også lovende for brug i fleksibel elektronik, ridsefaste overflader, dæk, og sportsudstyr, sagde Grunlan. Det kan potentielt hjælpe basketball og fodbolde med at holde sig oppustede længere end eksisterende bolde, han tilføjede.