普渡大學利用納米纖維素制備食品包裝用高阻隔涂層

陳京環

最近，由美國普渡大學（Purdue University）材料工程學院Jeffrey Youngblood教授領導的研究小組開發出了一種新的制造工藝：使用納米纖維素晶須（CNC）作為食品包裝的高阻隔涂層。根據CredenceResearch的數據，食品包裝市場具有數十億美元的規模并正在日益增長，預計到2024年整體增長將達6%。用于保護食品和飲料等產品的高阻隔涂料每年增長45%。 CNC是一種可再生的原材料，來源于木材和農作物等豐富的資源，具有無毒、可生物降解、比強度高、導熱系數高、透明性好等特點，是高檔食品包裝的理想材料組分。

根據Youngblood教授介紹，食品包裝業面臨的挑戰是創造一種低成本、可回收和可持續的阻隔材料，而他們所采用的CNC涂層是透明、無毒和可持續的。因為采用了水性聚合物系統的從輥到輥的制造工藝，該技術也可以進行規模生產。CNC具有高結晶度，很容易分散在水中，因此制造商可以通過控制結構來消除空隙，并最終獲得阻隔材料所需的性能。

普渡大學的獨特工藝利用了天然納米技術的優異性能，得到了更高密度的填料涂層，可減少擴散途徑，顯著改善氧氣、二氧化碳和水蒸氣的滲透性。所得包裝材料的性能本質上與普通包裝產品如乙烯-乙烯醇聚合物等類似，但更具可持續性。該技術還為食品包裝制造商提供優良的光學、熱學和機械性能，以確保食品在被送到商店供消費者食用時盡可能的保持新鮮。普渡大學技術產業化辦公室現已為該技術申請了專利。