Пленку для упаковки продуктов питания, которая продлевает их срок годности, создали ученые Института элементоорганических соединений РАН им. А.Н. Несмеянова вместе с коллегами из МФТИ.
В отличие от используемого сейчас полиэтилена она сама разлагается в течение нескольких лет, не нанося вреда природе. Материал защищает пищу от появления бактерий и ультрафиолетового излучения, которые чаще всего становятся причиной ее порчи. Разработка была поддержана грантом Российского научного фонда.
По оценкам авторов изобретения, в новом материале многие продукты можно будет хранить вне холодильника до нескольких недель. Это заметно дольше, чем в полиэтилене. Разработчики уже подтвердили упаковочные свойства пленки в ходе экспериментов с нарезанными яблоками и бананами. Ученые рассчитывают получить аналогичные результаты и для большей части других видов продовольствия, кроме тех, которые со временем выделяют большое количество жидкости. Но для этого нужны дальнейшие испытания.
— Благодаря использованию возобновляемого сырья такая упаковка поможет решить глобальные экологические проблемы, связанные с чрезмерным потреблением синтетических пластиков. В дальнейшем мы планируем совершенствовать механические и водоустойчивые свойства разработанных нами материалов. Что касается стоимости — пока полиэтилен дешевле любых альтернатив, но есть надежда, что в обозримом будущем стоимость такой пленки станет достаточно низкой для практического применения, — сказал руководитель проекта, заведующий кафедрой химической физики функциональных материалов МФТИ Валентин Новиков.
По оценкам разработчиков, на данный момент себестоимость пленки превышает затраты на производство полиэтилена примерно в 10 раз.
Для того чтобы добиться от материала антибактериальных свойств, ученые решили использовать масло чайного дерева, которое служит природным средством борьбы с микробами. Однако это вещество очень сложно ввести в состав пленочной матричной основы из полимера (например, в тот же полиэтилен), так как компоненты масла очень летучи и несовместимы с элементами пленки. Поэтому ученые поместили его в специальные наноконтейнеры. Масло постепенно высвобождается из них и уничтожает бактерии.
В качестве мельчайших капсул взяли металлоорганические каркасы — пористый кристаллический материал с регулируемыми свойствами. Его получают экологически безопасным способом из солей железа и органической кислоты. В вакууме при температуре +85 ℃ ученые поместили масло в наноконтейнеры, а их, в свою очередь, ввели в матрицу на основе двух растительных полимеров, которые широко используются в пищевой промышленности в качестве загустителей и влагоудерживающих агентов. И получили таким образом новую пленку.
— Это гидроколлоиды, которые используются в качестве загустителей, например, в желе. Просто они отлиты в пленку и высушены. Эти вещества растворяются в обычной воде, поэтому если пленку поместить туда, она со временем растает. Мы намерены ввести в нее специальный сшивающий агент, который сделает ее более прочной. Нам нужно найти баланс, чтобы материал через несколько лет разлагался, но во время использования оставался прочным, — сказал Валентин Новиков.
Авторы экспериментально исследовали механические свойства полученных пленок. Лучшие результаты показали образцы, в которых концентрация наночастиц не превышала 2% от массы. Результаты испытаний показали, что пленки обладают антибактериальной активностью и при этом блокируют ультрафиолетовое излучение. У них выявили хорошие показатели износостойкости, прочности и влагонепроницаемости.
Источник: iz.ru
