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巴西研究人員開發出高拉伸強度、可生物降解的抗菌生物塑料

來源:中國国产精品免费福利樹脂網 2022-03-14 10:15:25

食品包(bāo)裝的處(chù)置是全球環境汙染(rǎn)的主要原因。據估計,每年生產超過3.5億噸的塑料,傾倒在海洋中的垃圾中有85%是塑料(liào)。巴西是第四大塑(sù)料生產國,年產量約為1100萬公噸。更糟糕的是,大多數塑料(liào)包裝都來(lái)自石油等非可再生能源。

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

位於伊爾哈(hā)·索爾泰拉的(de)聖保(bǎo)羅州立大學(xué)(UNESP)一個名為複合材料和混合納(nà)米複合材(cái)料(liào)小組(GCNH)的研究團隊(duì)開展的一項研(yán)究為這項工作做出了重要貢獻(xiàn)。該研究得到了(le)FAPESP的支持,一篇報道其發現的文章發表在《聚合物》雜誌上。

研究人員用零售店很容易(yì)找到的B型牛明膠製成了無色粉末狀的生物塑料(也稱為“綠(lǜ)色塑料”)。

伊爾哈·索爾泰拉工(gōng)程學院(Ilha Solteira School of Engineering,FEIS-UNESP)教授、化學家和材料(liào)科學家Márcia Regina de Moura Aouada說:“明膠是最早用於生產生物(wù)聚合物的材料之一。由於其豐富、低成本和優異的成膜(mó)性能,它仍(réng)然被廣泛使用。然而,包裝用生物聚合物的特性需要(yào)改進,以便(biàn)與石(shí)油產品相(xiàng)媲美,尤其是在機械性(xìng)能和蒸汽(qì)滲透性(xìng)方麵(miàn),因此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加均勻,拉(lā)伸強度提(tí)高到70兆帕(MPa)。傳統聚乙烯包裝(zhuāng)的抗拉強度(dù)不到(dào)一(yī)半(在(zài)20 MPa-30 MPa範圍內)。

她說:“除了納米粘土,我們還添加了一種由黑胡椒精油製成的納(nà)米乳(rǔ)液,使包裝具有(yǒu)更誘人的(de)風(fēng)味和氣味。由於聚合物基質中含有抗菌和抗氧化成分,這種混合物還延長了用這種材(cái)料包裝的食品的保質期。”

值得注(zhù)意的是,所討論的生物塑料最初設計用於以漢(hàn)堡的形式包裝(zhuāng)牛肉,漢堡容易受到微生物汙染,並且有強烈的氣味(wèi),但在明膠基質中添(tiān)加納米粘土和精油納米乳液的原理可以並且將擴展到其(qí)他食品,不同種類和比例的精油使用。

Moura Aouada說:“如(rú)果這種包裝在市場(chǎng)上得到廣泛應用,它可(kě)以顯著減少使用由不可生物降解聚合物製成的塑料,從而減少固體廢物的數量。此(cǐ)外,生物塑(sù)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為資源的循環經濟。該組織的領導人Fauze Aouada和Márcia Moura Aouada是UNESP材料科學研究(jiū)生項目(PPGCM)的附(fù)屬教授(shòu)。

穆拉·奧瓦達說:“我們的建議與聯合國通過(guò)的可持(chí)續發展目(mù)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性,並確(què)保全世界人民都能享受(shòu)和平與(yǔ)繁榮。”

該研究(jiū)小組還生產由細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,這些(xiē)納米結構來源於羽衣甘藍、可可(kě)粉、大花椰菜、迷迭香提取物(wù)和納米乳液,在食(shí)品、製藥和化妝品行業具(jù)有潛在的應用前(qián)景。


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