Исследователи разработали плазменную обработку целлюлозной пленки для будущей пищевой упаковки. Работа опубликована в журнале Applied Surface Science. С одним из покрытий показатель поглощения жидкой воды в испытаниях снизился до уровня менее 1%.
Основой служит пленка из целлюлозных нанофибрилл, очень тонких растительных волокон, которые получают, например, из древесной массы. Такая пленка разлагается биологическим путем и хорошо задерживает кислород и жир. Однако целлюлоза притягивает воду. Во влажной среде материал может терять прочность и хуже защищать содержимое упаковки.
Чтобы изменить поведение поверхности, команда использовала плазму, газ с электрически заряженными частицами. С ее помощью на пленке осаждали фрагменты кремнийорганического соединения. Меняя состав газа и режим обработки, ученые создавали слои с разным отношением к воде: одни притягивали ее, другие отталкивали. Их сочетание позволило уменьшить водопоглощение по сравнению с необработанной пленкой.
При этом контакт с жидкой водой и проникновение водяного пара требуют разных проверок. Другой вариант покрытия сделал пленку более проницаемой для пара. Для пакета с чипсами это существенный недостаток: даже без прямого намокания влага из воздуха может добраться до продукта и лишить его хруста. Поэтому успешный результат одного испытания еще не означает, что материал готов заменить обычную упаковку.
Преимущество подхода в том, что он меняет поверхность, сохраняя механические свойства целлюлозной основы. Плазменные технологии уже применяют в упаковочной промышленности, поэтому авторы рассматривают их как основу для масштабирования процесса.
До производства предстоит улучшить барьер для водяного пара и проверить, насколько быстро можно наносить покрытие. Команде также нужно оценить расход энергии, стойкость материала при обычном обращении и безопасность. От этих испытаний будет зависеть, сможет ли обработанная пленка защищать продукты за пределами лаборатории.
Ранее Наука Mail рассказывала о пластике со встроенными бактериями, который полностью разложился за шесть дней в лабораторных условиях.