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巴西研究人員開發出高拉伸(shēn)強度、可生物降解的抗(kàng)菌生物塑料

來(lái)源:中國国产精品免费福利樹脂網 2022-03-14 10:15:25

食(shí)品包裝的處置是全球環境(jìng)汙染的主要原因。據估計,每年生產超過3.5億噸的塑料,傾倒(dǎo)在海洋中的垃圾中有85%是塑料。巴西是第四(sì)大(dà)塑料生產國,年(nián)產量約為1100萬公噸。更糟糕的是,大多數(shù)塑料包裝都來(lái)自石油等非可再生能源。

鑒於所有這些缺點,減少使用化石燃料生產塑料是世(shì)界各(gè)地大量研究的目標。許多科學家正在研發可生物降解的包裝材料,這種材料(liào)還(hái)可以防止微生物汙染,延長保質期,從而減(jiǎn)少(shǎo)損(sǔn)失。

位於伊爾哈·索爾泰(tài)拉的聖保(bǎo)羅州立(lì)大學(UNESP)一個名為複合(hé)材(cái)料(liào)和混合納米複合材料小組(GCNH)的研究(jiū)團隊開展的一項研究為這(zhè)項工作做出了重要貢獻。該研究得到了FAPESP的支持,一篇報道其發現的文章發表在《聚合物》雜誌(zhì)上(shàng)。

研(yán)究人員(yuán)用零售店(diàn)很(hěn)容易找到的B型牛明膠製(zhì)成了無色粉末(mò)狀的生物塑料(也稱為“綠色塑料”)。

伊爾(ěr)哈·索爾泰拉(lā)工程學(xué)院(Ilha Solteira School of Engineering,FEIS-UNESP)教授、化學家和材料科(kē)學家Márcia Regina de Moura Aouada說:“明(míng)膠是最早用(yòng)於生產生物聚合物的材料之(zhī)一。由於其豐富、低成本和優異的成膜性能,它(tā)仍然被廣泛使用。然而,包裝用生(shēng)物聚合物的特性(xìng)需(xū)要(yào)改進,以便與石油產品相(xiàng)媲美,尤其是在(zài)機械性能和蒸汽滲透性方麵,因此(cǐ)我們在明膠中添加了氯鎂石鈉+納米粘土。”

添加納米粘土使薄膜更(gèng)加均勻,拉伸(shēn)強度(dù)提高到70兆帕(MPa)。傳統聚乙烯包裝的抗拉強度不到一半(在20 MPa-30 MPa範(fàn)圍內)。

她說:“除了納米粘土,我們還添加了一種由黑(hēi)胡椒(jiāo)精油製成(chéng)的(de)納米乳液,使包裝具有更誘人的風味和氣味。由於聚合物基質中含(hán)有抗菌和抗氧(yǎng)化成分,這種(zhǒng)混合物還延長了用這種材料包裝的(de)食品(pǐn)的保質期。”

值得注意的是(shì),所討論的生物塑料最初設計用(yòng)於以漢堡的形式(shì)包裝牛肉,漢堡(bǎo)容易受到微生(shēng)物汙染,並且有強烈的氣味,但在明膠基質(zhì)中添(tiān)加納米粘土和精油納米乳液(yè)的(de)原理可以並(bìng)且(qiě)將擴展到其他食品,不同種類(lèi)和比例的精(jīng)油使用。

Moura Aouada說:“如果這種包裝在市場(chǎng)上得到廣泛(fàn)應用,它可以顯著減少使用(yòng)由不可生物(wù)降解聚合物(wù)製成的塑料,從而減少固體廢物的數量。此外,生物塑料將更(gèng)好(hǎo)地保護食品免受病原體汙染。”

GCNH-UNESP遵循的研究路線側重於將廢(fèi)物轉化為資源的循環經濟。該組織的領導(dǎo)人Fauze Aouada和Márcia Moura Aouada是UNESP材料科(kē)學研究生項目(mù)(PPGCM)的附屬教授。

穆拉·奧瓦達說:“我們的建議與聯合國通過(guò)的可持續發展目標(SDG)相一致,這些目標旨在消除貧困,促進地球的經濟可持續(xù)性,並確保全世界人民(mín)都(dōu)能享受和平與繁榮(róng)。”

該研究小組(zǔ)還生產由細菌纖維素製成的傷口敷料,以及含有(yǒu)納米結構的(de)可食用包裝,這些納米結構來(lái)源於羽衣甘藍、可可粉、大花椰菜、迷迭香(xiāng)提取物和納(nà)米乳液,在食品、製藥和化妝(zhuāng)品行業具有潛在的應(yīng)用前景。


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