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巴西研究人員開發出高(gāo)拉伸強度、可生物降解的抗菌生物塑料(liào)

來源:中國(guó)妖精影院樹脂網 2022-03-14 10:15:25

食品包裝(zhuāng)的處置是全球環(huán)境汙染的主要(yào)原因。據(jù)估計,每年生產超過3.5億噸的塑料,傾倒在海洋中的垃(lā)圾中有85%是(shì)塑料。巴西是第四大塑料生產國,年產量約為1100萬公噸。更糟糕的是,大多數塑料包裝都來(lái)自石油等非可(kě)再生能源。

鑒於(yú)所有這些缺點,減少使用化石燃料生產塑料是世界各(gè)地大量研究的(de)目標。許多科學家正在研發可生物降解的包(bāo)裝材料,這種材料還可(kě)以防止微生物汙染,延長保質期,從而減少損失。

位於伊爾哈·索(suǒ)爾泰拉的(de)聖保羅州立大學(UNESP)一個名為複(fù)合材料和混合(hé)納米複合材料小組(GCNH)的研究團隊開展的一項研究為這項工作做出了(le)重要貢獻。該研究得到了FAPESP的支持,一篇報道其發現(xiàn)的(de)文章發表在《聚合物(wù)》雜誌上。

研究人員用(yòng)零售店很容易(yì)找到的B型牛明膠(jiāo)製成了無色粉末狀的生物塑料(也稱為“綠色塑料”)。

伊爾哈·索(suǒ)爾泰拉工程學院(Ilha Solteira School of Engineering,FEIS-UNESP)教授(shòu)、化學家和材料科學家Márcia Regina de Moura Aouada說:“明(míng)膠(jiāo)是最早用於生產生物聚(jù)合物的材料之一。由於其豐富、低成本和優異的成(chéng)膜性能,它仍然被(bèi)廣泛使用。然而,包(bāo)裝用生物聚(jù)合物的(de)特性需要改進,以便與石油(yóu)產品相媲美,尤其是在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(lǜ)鎂石鈉+納米粘土。”

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

她說(shuō):“除了(le)納米粘土,我們還添加了一種由黑胡椒精油製成的納米乳液,使包裝具有更誘(yòu)人的風味和氣味。由(yóu)於聚合物基質中含有抗菌和(hé)抗氧化成分,這種混合物還延(yán)長了用這種材料(liào)包裝的食品的保質期。”

值得注意的是,所討(tǎo)論的生物塑料最初設計(jì)用於以(yǐ)漢堡的(de)形式包裝牛肉(ròu),漢堡容易受到微生物汙染,並且有強烈(liè)的氣(qì)味,但在明膠基質中添加納(nà)米粘土和精油納米乳(rǔ)液的原理可以(yǐ)並且將擴展到其他食品,不同種(zhǒng)類和比例的精油使用。

Moura Aouada說:“如(rú)果這種包裝在市場上得到廣泛應用,它可以(yǐ)顯著減少使用由(yóu)不可生物降(jiàng)解聚(jù)合(hé)物製成的塑料,從而減(jiǎn)少固體廢物的(de)數量。此外,生物塑料將更好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物轉化(huà)為資源的循環經濟。該組織的領導人(rén)Fauze Aouada和(hé)Márcia Moura Aouada是UNESP材料科學研究生項目(PPGCM)的附屬教授。

穆拉·奧瓦達說:“我們的建議與聯合國通過的可持續發展目標(SDG)相一致,這些目標(biāo)旨在消除貧困,促進地球的經濟可持(chí)續性,並(bìng)確保全(quán)世界人民都能享受和平與繁榮(róng)。”

該研究小組還生產由細(xì)菌纖維素製成的傷口敷料,以及含有納米結(jié)構的可食用包裝,這(zhè)些納(nà)米結構來源於羽衣甘藍、可可粉、大花椰(yē)菜、迷迭香提取物和納米乳液,在食品、製藥和(hé)化(huà)妝品行業(yè)具有潛在的應用前景。


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