Drukuj

Polacy i Amerykanie opracowali innowacyjny gatunek folii

Polscy i amerykańscy naukowcy opracowali wspólnie nowy typ folii przeznaczonej do zastosowań opakowaniowych. Dzięki temu możliwe będzie, że niepasteryzowane piwo, niemrożone mięso i warzywa będa mogły zachować aromat, smak, kolor i wilgotność nawet przez dwa - trzy lata. To o wiele dłużej niz obecnie.

O całej sprawie informuje Gazeta Wyborcza. Jak podaje dziennik folia została zaprojektowana i wyprodukowana przez naukowców z Case Western University w Cleveland i łódzkiego Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN

W tej chwili chociaż opakowania z tworzyw sztucznych ciągle są doskonalone, to jednak większość z nich ma jedną zasadniczą wadę - zbyt łatwo przepuszczają tlen, dwutlenek węgla, parę wodną, zapachy i aromaty. To zaś powoduje utratę smaku, zapachu i w końcu psucie się produktów. W najlepszych opakowaniach artykuły spożywcze można przechowywać maksymalnie dwa-trzy miesiące. Dłużej zachowują świeżość tylko soki, mleko i inne napoje sprzedawane w tzw. tetrapakach. To pojemniki z tektury pokrytej od środka polietylenowaną folią aluminiową, która jest w nich dodatkową barierą przeciwko przenikaniu gazów. Ale z nimi jest inny problem - trudno poddają się recyklingowi, bo trudno rozdzielić składniki, z których zostały wytworzone: celulozę, polietylen i metal.

Folia stworzona przez badaczy z Cleveland i Łodzi jest według nich o wiele lepsza od wszystkich znanych dziś tworzyw sztucznych. Bo wytworzona w niej bariera przeciwko przenikaniu gazów i pary wodnej jest sto razy szczelniejsza. Do produkcji tej innowacyjnej folii wykorzystano dwa polimery - politlenek etylenu oraz kopolimer etylenu i kwasu akrylowego. Oba składniki poddano skomplikowanej obróbce w Cleveland. W efekcie otrzymano wielowarstwową folię o grubości 110 mikronów, czyli podobną do jednorazowej torebki z supermarketu.

- Strukturę tej folii można porównać do piętrowej kanapki złożonej z 1024 ultracienkich warstw chleba z masłem – jak obrazowo tłumaczy prof. Andrzej Gałęski z łódzkiego CBMiM PAN. - Chlebem jest kopolimer etylenu i kwasu akrylowego, a masłem politlenek etylenu. Proporcje obu komponentów są takie jak w kanapce. Więcej, czyli 90-95 proc., jest kopolimeru, a reszta to politlenek.

Całość ma grubość 200 nanometrów (milionowej część milimetra) i jest sto razy cieńsza od ludzkiego włosa. Z tego zaledwie 20 nm przypada na politlenek etylenu, co oznacza, że jego warstwa jest cieńsza 1000 razy od ludzkiego włosa.

Tajemnica tej nowości tkwi w "zmuszeniu" kryształów politlenku etylenu do tego, by rosły dwuwymiarowo, czyli tylko wzdłuż i wszerz folii, a nie także w głąb, jak to się zwykle dzieje. Rozrośnięte w ten sposób kryształy zajmują dużą powierzchnię i stanowią barierę nie do przebycia dla gazów i par. Gazy mogą przenikać jedynie na styku kryształów lub w miejscach uszkodzonych. Ponieważ jednak warstw polimerowych jest dużo, gaz musi długo kluczyć, by pokonać tę kryształową barierę.

W Łodzi folia została zbadana technikami rentgenowskimi. Naukowcy chcieli poznać układ kryształów i makrocząsteczek politlenku etylenu w folii. Nieoczekiwanie okazało się, że wygląda to odwrotnie niż w znanych dotąd strukturach. Makrocząsteczki ułożone są prostopadle do powierzchni folii, a płaskie kryształy - równolegle. To dlatego gazy nie mogą przeniknąć przez stworzoną przez nie barierę. Zdaniem naukowców nowe tworzywo, które chroni produkty także przed bakteriami, powinno szybko znaleźć praktyczne zastosowanie w produkcji opakowań, nie tylko dla żywności, lecz także leków.

W publikacji w "Science" opisany został jeden typ folii. Ale naukowcy wyprodukowali już kolejne. Oprócz politlenku etylenu zastosowali w niej polistyren zamiast kopolimeru. W tej wersji folia jest równie dobrą barierą, ale też jest bardziej sztywna i będzie nadawać się na sztywne opakowania. Przy odpowiedniej liczbie warstw, innym doborze polimerów i grubości powyżej 3 mm staje się kuloodporna. Przechodzi teraz próby w amerykańskiej armii.

W tej chwili trzeba jeszcze sprawdzić, jakich należy użyć polimerów, by nowy produkt poddawał się całkowitej biodegradacji. Bo przecież politlenek etylenu jest biodegradowalny, ale kopolimer już nie. Naukowcy myślą więc – informuje Gazeta Wyborcza - nad tym, by użyć np. polilaktydu, polimeru roślinnego z odnawialnych surowców.