Tiến tới vật liệu gốc cellulose cho bao bì thực phẩm hiệu quả và bền vững
của Đại học Quốc gia Đài Loan
Phương pháp chế tạo và hiệu suất của màng bao bì gốc cellulose vi khuẩn. Tín dụng: Đại học Quốc gia Đài Loan
Giáo sư Ying-Chih Liao từ Khoa Kỹ thuật Hóa học tại Đại học Quốc gia Đài Loan đã công bố một nghiên cứu trên Tạp chí Kỹ thuật Hóa học, trình bày về màng bao bì thực phẩm phân hủy sinh học hoàn toàn được phát triển thông qua các chiến lược tích hợp mới và nêu bật cách hiệu ứng hiệp đồng của từng thành phần cung cấp một giải pháp thay thế hiệu quả cho nhựa gốc dầu mỏ.
Do nhu cầu thị trường ngày càng tăng, sản lượng nhựa toàn cầu đã tăng vọt. Tuy nhiên, thói quen sử dụng một lần quá mức đã dẫn đến việc thải ra ồ ạt chất thải nhựa hóa dầu, phân hủy thành vi nhựa và nano nhựa, gây ra những rủi ro nghiêm trọng về môi trường và sức khỏe. Màng bao bì, chiếm khoảng 40% tổng lượng chất thải nhựa, là mục tiêu quan trọng cần giảm thiểu.
Để giải quyết một cách có hệ thống những mối quan tâm cấp bách này, cả phương pháp lựa chọn vật liệu và chế tạo phải được xem xét toàn diện. Cellulose vi khuẩn (BC), chitosan (CS) và polyurethane gốc nước (WPU) được chọn làm thành phần chính vì chúng phù hợp với tiêu chí bền vững.
Tuy nhiên, mỗi vật liệu riêng lẻ chỉ có khả năng bảo vệ hạn chế khỏi hư hỏng, nhiễm khuẩn và phân hủy. Để khắc phục những hạn chế này, nhóm nghiên cứu đã giới thiệu một loạt các chiến lược biến đổi mới.
Đầu tiên, phun tại chỗ nhúng đồng đều CS vào ma trận BC, tăng cường hoạt động kháng khuẩn với tổn thất CS tối thiểu. Sau đó, quá trình kiềm hóa do ion natri thúc đẩy sẽ ổn định cấu trúc BC/CS, cải thiện đáng kể độ trong suốt và khả năng chống nước.
Cuối cùng, lớp phủ WPU cho phép hàn nhiệt để đóng gói thực phẩm hiệu quả. Các chiến lược này được thiết kế để giảm thiểu mức sử dụng năng lượng và tránh các vật liệu độc hại hoặc có mật độ năng lượng cao.
Được chế tạo với mục tiêu bền vững, màng mBC/CS/WPU tạo ra sự cân bằng giữa độ bền, độ linh hoạt và khả năng bảo quản thực phẩm, phù hợp với hiệu suất của túi khóa kéo thương mại.
Các thử nghiệm tác động môi trường cho thấy vật liệu tổng hợp phân hủy hoàn toàn trong đất trong vòng hai tháng mà không giải phóng các chất độc hại.
Tóm lại, việc tích hợp các vật liệu phù hợp và các sửa đổi tác động thấp đặt nền tảng vững chắc cho việc phát triển các giải pháp thay thế khả thi cho bao bì nhựa thông thường.
"Bằng cách tích hợp các phương pháp lựa chọn và xử lý vật liệu bền vững, nghiên cứu này đóng góp một bước tiến nhỏ nhưng quan trọng vào việc định vị các vật liệu gốc cellulose là giải pháp thay thế khả thi cho các đối tác hóa dầu", Giáo sư Ying-Chih Liao cho biết.
Thông tin thêm: Cheng-Ying Li và cộng sự, Vật liệu tổng hợp cellulose vi khuẩn/chitosan/polyurethane gốc nước được làm từ mercerized để đóng gói bảo quản thực phẩm bền vững và hiệu quả, Tạp chí Kỹ thuật Hóa học (2025). DOI: 10.1016/j.cej.2025.162332
Thông tin tạp chí: Tạp chí Kỹ thuật Hóa học
Do Đại học Quốc gia Đài Loan cung cấp
