Wetenschappers rapporteren over een nieuw materiaal dat een ingrediënt bevat dat wordt gebruikt om bakstenen te maken en dat veelbelovend is als een transparante coating voor het verbeteren van de sterkte en prestaties van plastic voedselverpakkingen. genaamd "nano-stenen, " de film ziet er zelfs uit als bakstenen en mortel onder een microscoop, ze zeggen. De coating kan ervoor zorgen dat voedingsmiddelen en dranken langer vers en smaakvol blijven en kan sommige folieverpakkingen die momenteel in gebruik zijn, vervangen, merken ze op. De wetenschappers beschreven de nieuwe, milieuvriendelijk materiaal hier vandaag op de 241e National Meeting and Exposition van de American Chemical Society (ACS).

Gewone plastic frisdrankflessen hebben de neiging om hun bruisen te verliezen na slechts een paar maanden opslag in de schappen van de supermarkt. Als fabrikanten de nieuwe coating op deze flessen aanbrengen, het materiaal kan het verlies van kooldioxidegas vertragen en frisdranken helpen om nog enkele maanden of zelfs jaren bruisend te blijven, zeiden de wetenschappers. De coating kan ook de houdbaarheid verlengen van die draagbare voedselverpakkingen die bekend staan ​​als MRE's (Meal, Ready to Eat) die soldaten in het veld ondersteunen, met als bijkomend voordeel dat het in de magnetron kan, merkten ze op. Hoewel gemaakt om minstens drie jaar mee te gaan, hun houdbaarheid kan dalen tot slechts drie maanden bij blootstelling aan zware omstandigheden zoals hoge hitte.

"Dit is een nieuwe 'outside of the box'-technologie die plastic de superieure voedselconserveringseigenschappen van glas geeft, " zei Jaime Grunlan, doctoraat, die verslag uitbracht over het onderzoek. "Het zal de consument lekkerder maken, voedsel dat langer houdbaar is en de voedselverpakkingsindustrie een boost geeft."

Grunlan merkt op dat fabrikanten momenteel een verscheidenheid aan geavanceerde verpakkingsmaterialen gebruiken om voedingsmiddelen en dranken te bewaren. Deze materialen omvatten kunststoffen die zijn gecoat met siliciumoxide, een materiaal vergelijkbaar met zand, die een barrière vormen voor zuurstof die voedselbederf kan versnellen. Een ander voorbeeld zijn de zogenaamde gemetalliseerde kunststoffen - kunststoffen met een dunne laag metaal of folie - die in veel chipszakken worden gebruikt.

Deze en andere verpakkingsmaterialen hebben nadelen, zei Grunlan. Sommige kunststoffen barsten gemakkelijk tijdens transport of impact. Gemetalliseerde kunststoffen zijn niet-transparant - een afknapper voor consumenten die hun voedsel willen kunnen zien voordat ze het kopen. De aanwezigheid van metaal verhindert ook het gebruik ervan in de magnetron. Voedselzakjes van metaal, zoals MRE's, slagvastheid bieden, maar ze missen zowel transparantie als magnetronbestendigheid. Consumenten hebben betere opties voor voedselverpakkingen nodig.

Grunlan heeft een veelbelovend alternatief gevonden in de vorm van 'nano-stenen'. De nieuwe film combineert deeltjes van montmorillonietklei, een bodembestanddeel dat wordt gebruikt om bakstenen te maken, met een verscheidenheid aan polymeermaterialen. De resulterende film is ongeveer 70 procent klei en bevat een kleine hoeveelheid polymeer, waardoor het milieuvriendelijker is dan de huidige kunststoffen. De film is minder dan 100 nanometer dik - of duizenden keren dunner dan de breedte van een enkel menselijk haar - en volledig transparant voor het blote oog.

"Wanneer bekeken onder een elektronenmicroscoop, de film ziet eruit als bakstenen en mortel, " zei Grunlan, een universitair hoofddocent bij de afdeling Werktuigbouwkunde aan de Texas A&M University in College Station, Texas. "Daarom noemen we het 'nano-stenen'."

Wanneer gelaagd op bestaande plastic verpakkingen, het voegt kracht toe en zorgt voor een verbeterde barrière tegen zuurstof, hij zei. Grunlan toonde in laboratoriumstudies aan dat de film 100 keer minder zuurstof doorlaatbaar is dan bestaande siliciumoxidecoatings. Dit betekent dat het waarschijnlijk ook een betere zuurstofbarrière is dan een metalen coating, waarvan de permeabiliteit vergelijkbaar is met die van siliciumoxide, merkten de wetenschappers op.

"Anderen hebben klei aan polymeer toegevoegd om de (gas)permeabiliteit te verminderen, maar ze zijn duizenden malen beter doorlaatbaar dan onze film, " zei Grunlan. "We hebben de meest georganiseerde structuur - een nanobakstenen muur - die de bron is van deze uitzonderlijke barrière. Dit is echt de meest zuurstof ondoordringbare film die er bestaat."

Grunlan probeert momenteel de kwaliteit van de folie te verbeteren om deze aantrekkelijker te maken voor verpakkingsfabrikanten, inclusief het meer vochtbestendig maken. Hij stelt zich voor dat fabrikanten plastic in de coating dopen of de coating op plastic spuiten. In de toekomst, hij hoopt nano-steenfilms te ontwikkelen die zonlicht blokkeren en antimicrobiële stoffen bevatten om de verpakkingsprestaties te verbeteren.

De nieuwe coating is ook veelbelovend voor gebruik in flexibele elektronica, krasvaste oppervlakken, banden, en sportartikelen, zei Grunlan. Het kan er mogelijk voor zorgen dat basketballen en voetballen langer opgeblazen blijven dan bestaande ballen, hij voegde toe.