Инновационную композитную пленку на основе растительных полимеров в качестве замены пластиковым пакетам разработали российские ученые, сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).
В отличие от полиэтилена материал быстро разлагается, попав в окружающую среду. Благодаря добавлению в структуру обладающего антибактериальными свойствами масла чайного дерева многие виды продуктов питания можно хранить без холодильника до нескольких недель, утверждают исследователи.
Для того, чтобы «удержать» летучие компоненты в полимерной матрице, группа ученых Института элементоорганических соединений РАН имени А. Н. Несмеянова (Москва) с коллегами инкапсулировала микрочастицы эфирного масла в наноконтейнеры – биосовместимые металлорганические каркасы из солей железа и органической кислоты. При этом сохранить биологическую активность вещества позволяет то, что молекулы постепенно высвобождаются из капсул.
«Сочетание металлорганических каркасов с природными полимерами может быть одним из возможных ключей к созданию экологичной и биосовместимой пищевой упаковки нового поколения. Благодаря использованию возобновляемого сырья такая упаковка поможет решить глобальные экологические проблемы, связанные с чрезмерным потреблением синтетических пластиков», – рассказал руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, заведующий кафедрой химической физики функциональных материалов МФТИ Валентин Новиков.
Такие наноконтейнеры уже активно используются в науке и медицине, но практически не изучались ранее в пищевой промышленности.
Ученые включили активные компоненты масла чайного дерева в состав металлорганического каркаса с помощью вакуума и при температуре 85°С. Затем заполненные наноконтейнеры ввели в матрицу на основе двух растительных полимеров, которые широко используются в пищевой промышленности в качестве загустителей и влагоудерживающих агентов. После этого авторы экспериментально исследовали механические свойства полученных пленок, а также микроструктуру их поверхности, паропроницаемость, прозрачность и возможные антибактериальные свойства.
Лучшие результаты показали образцы, в которых концентрация наночастиц не превышала 2% от массы. Эксперименты показали, что разработанные пленки также блокируют ультрафиолетовое излучение, которое приводит к ускоренной порче продуктов.
В работе принимали участие исследователи из Московского физико-технического института (Москва), Научно-исследовательского института по изысканию новых антибиотиков имени Г. Ф. Гаузе (Москва), НОЦ «Композиты России» Московского государственного технического университета имени Н. Э. Баумана (Москва) и Университета Сириус (Федеральная территория «Сириус»).
В дальнейшем планируется совершенствовать механические и водоустойчивые свойства разработанных материалов.
