ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

'Nano-cigle' mogu pomoći u izgradnji bolje ambalaže kako bi hrana ostala dulje svježa

Znanstvenici su nedavno otkrili da se novi materijal, koji se dosad koristio u proizvodnji cigli, može iskoristiti i kao proziran zaštitni pokrov na plastičnoj ambalaži za hranu. Plastična ambalaža zahvaljujući tom dodatnom sloju dobiva na čvrstoći, ali i na kvaliteti. "Nano-cigle", kako se još naziva taj dodatni sloj, pod mikroskopom čak i izgleda kao zid sastavljen od ciglica međusobno povezanih žbukom. Zaštitni bi sloj trebao dulje vrijeme čuvati svježinu i okus hrane i pića te bi kao takav mogao zamijeniti razne vrste plastičnih folija. Uz sve navedene prednosti, ovaj je materijal i ekološki prihvatljiv. Materijal je službeno predstavljen na 241. Nacionalnom sastanku i izložbi Američkog društva kemičara (American Chemical Society - ACS).

Gazirana pića u običnim plastičnim bocama gube na pjenušavosti već nakon nekoliko mjeseci stajanja na polici u dućanu. Kada bi proizvođači plastičnih boca koristili ovaj materijal znatno bi se usporio gubitak ugljikova dioksida zbog čega bi napitci ostali pjenušavi još nekoliko mjeseci pa čak i nekoliko godina. Ovaj bi se zaštitni sloj mogao koristiti i u proizvodnji ambalaže za gotova jela, poput onih koje dobivaju vojnici, jer se može bez problema zagrijavati u mikrovalnoj. Inače je predviđen rok trajanja gotovih jela otprilike tri godine, ali to se vrijeme može skratiti na svega tri mjeseca ukoliko se hrana izloži npr. visokoj temperaturi.

"Radi se o potpuno novoj tehnologiji koja plastiku čini daleko boljim izborom za izradu ambalaže od stakla", ističe dr.sci. Jaime Grunlan u svom izlaganju na temu provedenog istraživanja. "Kupci su na dobitku jer hrana dulje ostaje svježa i ukusna, a na dobitku su i proizvođači plastične ambalaže." Grunlan navodi i da proizvođači za izradu ambalaže trenutačno koriste različite materijale. Među takve materijale ubrajamo plastike obložene silicijevim oksidom (materijal po strukturi sličan pijesku) ne bi li se spriječio prodor kisika koji potiče kvarenje hrane. Još jedan primjer su tzv. metalizirane plastike, odnosno plastike obložene tankim slojem metala ili metalnom folijom.

Ti i ostali materijali za izradu ambalaže imaju mnogo nedostataka. Neke plastike se lako lome tijekom transporta jer loše podnose udarce. Metalizirane plastike nisu prozirne i zbog toga su neatraktivne kupcima koji bi željeli vidjeti namirnicu prije nego li ju kupe. Prisutnost metala također onemogućuje mikrovalno zagrijavanje. Gotova jela, pakirana u metalnu ambalažu, otporna su na udarce i lako ih je prevoziti, ali opet, nemoguće je vidjeti što se u ambalaži nalazi i ne mogu se zagrijavati u mikrovalnoj pećnici. Kupci trebaju veći i bolji izbor ambalaže.

Grunlan kao trenutačno najbolju alternativu predlaže materijal sačinjen od nano-kockica: kombinacije različitih polimera i čestica montmorilonit gline, koja se inače koristi u proizvodnji cigli. Zbog drastično smanjenog udjela polimera, svega otprilike 30%, ovaj je materijal još i ekološki prihvatljiviji u odnosu na ostale plastike. Debeo je svega 100 nm, odnosno nekoliko tisuća puta tanji od ljudske vlasi te potpuno proziran ljudskom oku.

"Kada ga se pogleda pod elektronskim mikroskopom materijal izgleda kao zid sačinjen od cigla povezanih žbukom, zato ga i zovemo 'nano-cigle'", navodi Grunlan, gost predavač na Odsjeku za strojarstvo na sveučilištu Texas A&M u College Station, Texas. Plastična ambalaža obložena ovom folijom dobiva na čvrstoći i propušta mnogo manje kisika. Grunlan navodi rezultate istraživanja koji dokazuju da je nova folija čak sto puta nepropusnija za kisik u odnosu na konvencionalne zaštitne folije od silicijeva dioksida. To znači da mora biti bolja i od metaliziranih zaštitnih folija koje su po svojstvima vrlo slične onima od silicijeva dioksida.

"Dodavanje gline polimeru ne bi li se smanjila njegova propusnost za plinove nije nova stvar. Međutim, naš je materijal čak sto puta nepropusniji od bilo koje takve plastike", naglašava Grunlan i nastavlja: "Iznimna svojstva ovog materijala posljedica su njegove strukture koja je pravilnija od svih ostalih materijala iste namjene. Trenutačno je ovo najnepropusniji materijal na svijetu."

Grunlan trenutačno nastoji dodatno poboljšati kavlitetu svog materijala ne bi li ga učinio primamljivijim proizvođačima ambalaže. Prvi zadatak je učiniti materijal otpornijim na vlagu. Grunlan predlaže oblaganje plastike u tekući materijal ili pak nanošenje materijala na plastiku putem spreja. U budućnosti se nada razviti foliju sačinjenu također od "nano-cigli", ali koja će biti potpuno nepropusna za sunčevu svjetlost te sadržavati razna antibiotska sredstva. Ovaj bi se materijal mogao iskoristiti i u savitljivoj elektronici, za proizvodnju površina otpornih na oštećenja te u proizvodnji sportske opreme poput lopti za napuhavanje.

Izvor: American Chemical Society 

Podijeli.