Группа ученых, в числе которых исследователи Университета «Сириус», разработала композитную пленку для упаковки продуктов на основе растительных полимеров. Разработанный материал обладает рядом уникальных свойств: защищает пищу от ультрафиолетового излучения, бактерий и влаги, но при этом позволяет продуктам «дышать». Благодаря таким свойствам материал может быть использован как в быту, так и на производственных площадках для увеличения срока хранения продуктов и предотвращения их порчи. Главное преимущество материала, как отмечают ученые, – его полная биоразлагаемость.
Один из наиболее известных способов сохранения продуктов – технология Tetra Pak, когда для долговременного хранения содержимое и упаковку стерилизуют отдельно. Однако этот и другие подобные подходы совсем не экологичны, обычно такие упаковки многослойны и не подлежат переработке.
Группе российских ученых удалось найти подходящий состав пищевой пленки, которая способна сохранять хорошие барьерные свойства, продлевать срок хранения продуктов и оставаться при этом биоразлагаемой. За основу авторы взяли эфирное масло чайного дерева, которое известно своими антимикробными и антиоксидантными свойствами. Однако такое масло сложно ввести в состав полимерной матрицы (например, полиэтилена), потому что некоторые его компоненты летучи и несовместимы с компонентами пленки.
Для решения этой проблемы ученые в вакууме при температуре +85 градусов Цельсия «упаковали» микрочастицы масла чайного дерева в наноконтейнеры, которые защитят их от улетучивания и разрушения. Эти наноконтейнеры ввели в матрицу на основе двух растительных полимеров, которые широко используются в пищевой промышленности в качестве загустителей и влагоудерживающих агентов. Масло постепенно высвобождается из наноконтейнеров и уничтожает бактерии, это и придает антибактериальные свойства пленке.
Благодаря использованию возобновляемого сырья такая упаковка поможет решить глобальные экологические проблемы, связанные с чрезмерным потреблением синтетических пластиков.
В работе над проектом принимают участие исследователи Института элементоорганических соединений РАН имени А. Н. Несмеянова, направления «Биоматериалы» Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сириус», МФТИ, Научно-исследовательского института по изысканию новых антибиотиков имени Г. Ф. Гаузе и МГТУ имени Н.Э. Баумана. В будущем специалисты продолжат совершенствовать механические и водоустойчивые свойства разработанного материала.