2D synthetic clay sheets could create easy to recycle crisp packets — ABC Chemicals


Неорганические нанопласты могут быть пригодной для повторного использования, гибкой альтернативой металлическим покрытиям, которые можно найти на пластиковых упаковках для пищевых продуктов, таких как хрустящие пакеты и коробки с фруктовым соком. Предыдущие попытки синтезировать эти нанолиты требовали экстремальных условий реакции, что дало им огромный углеродный след. В настоящее время разработан новый экологически чистый синтез, который может сделать их жизнеспособной альтернативой металлическим покрытиям.

Большая часть упаковки для пищевых продуктов опирается на металлизированные пленки. Эти пленки состоят из нескольких слоев пластика и металла, которые были сплавлены вместе, и они очень эффективны для сохранения и защиты продуктов питания. Однако их производство имеет большой углеродный след, и материалы не могут быть переработаны без разделения слоев. В связи с растущим беспокойством по поводу гор, которые трудно утилизировать отходы пластиковой упаковки, охота идет на альтернативы, которые являются более экологически чистыми, но все же дешевыми и хорошими в сохранении свежести продуктов.

Одна из возможных альтернатив — удалить металлические слои в пленке и вместо этого покрыть пластиковые слои двумерными листами синтетических глин, известными как слоистые двойные гидроксиды (LDH). Эти двумерные нанопласты являются прозрачными, прочными материалами, которые в значительной степени непроницаемы для загрязняющих веществ, что делает их идеальными для сохранения свежести продуктов. Уже доказано, что они безопасны для пищевых продуктов — в 2006 году ЕС одобрил использование магниево-алюминиевых СДГ для контакта с пищевыми продуктами. К сожалению, предыдущие синтезы ЛДГ были невероятно сложными, либо требовали суровых условий для нисходящих подходов, либо приводили к низким выходам и большим количествам отходов растворителя при восходящих подходах.

Чтобы преодолеть эти трудности, команда исследовала альтернативы традиционным синтезам ЛДГ, которые были менее расточительными и безопасными для выполнения. Это включало в себя эксперименты с аминокислотами, которые, как полагают, действуют в качестве интеркалантов в присутствии ЛДГ, разрушая сильные электростатические силы между слоями материала, что позволяет расслоение двумерных нанолистов. Исследователи обнаружили, что аминокислоты позволяют им создавать очень высокие диэлектрические водные растворы, которые способны отшелушивать ЛДГ при сохранении относительно мягких условий реакции. Это позволило им создавать пластиковые пленки, покрытые нанолистами ЛДГ, которые были бы прочными и гибкими.

«Наше низкоэнергетическое альтернативное барьерное покрытие для упаковки пищевых продуктов исключает металлический слой из полимерной упаковочной пленки — поэтому он не только намного легче перерабатывается, полностью нетоксичен и механически прочнее, чем металлизированная пленка, он прозрачен и имеет меньший углеродный след. «говорит ведущий исследователь Дермот О’Хара из Оксфордского университета. «Это даже в микроволновке. Прозрачность также является явным преимуществом, когда вы хотите продемонстрировать продукт внутри своей упаковки для пищевых продуктов и привлечь не подозревающих и голодных покупателей на пути к кассе ».

Команда проверила новую пластиковую упаковку с покрытием и обнаружила, что она работает очень хорошо, почти полностью останавливая проникновение воды и кислорода. Результаты пропускания кислорода были особенно впечатляющими, поскольку материал имел кислородную проницаемость, по меньшей мере, в 50 раз ниже, чем у промышленных металлизированных пленок.

И Лю из Даляньского технического университета, который в прошлом изучал мембраны, модифицированные ЛДГ, рассказывает Мир химии что пленка демонстрирует большие перспективы для замены металлизированных пленок благодаря ее превосходным защитным свойствам. «Дальнейшие исследования должны проводиться для дальнейшей оптимизации производственного процесса и создания высокоэффективных мембран для молекулярных сит на основе наноструктуры LDH».







Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *