Изследователи от Северозападния университет са разработили покритие от графенов оксид, което осигурява водо- и маслоустойчивост, което потенциално позволява производството на опаковки за храни без PFAS като по-безопасна алтернатива на вредните пластмаси и токсични химикали.
Материалът, за който е подадена заявка за патент и който се предлага на пазара от GO-Eco, стартиращ бизнес, базиран в Querrey InQbation Lab на Северозападния университет и дъщерно дружество на Chang Robotics, предлага подобрени бариерни свойства и значително увеличава здравината на опаковките на хартиена основа. За разлика от конвенционалните покрития, продуктът е нетоксичен, достъпен и екологичен.
„Това не е просто иновация в областта на материалите, а готово за пазара решение“, заяви Тимъти Уей, съразработчик на покритието и главен учен в Chang Robotics. „Ние сме развълнувани, че пренасяме GO-Eco от лабораторията в производствената зала, с приложения, които в крайна сметка могат да трансформират цялата индустрия за опаковки на храни.“
Новото покритие отговаря на нарастващия регулаторен натиск за постепенно премахване на PFAS (пер- и полифлуоралкилни вещества), химикали, широко използвани заради водо- и маслоустойчивите си свойства, но свързани с устойчивост в околната среда и рискове за здравето.
Към 2024 г. 13 щата в САЩ са приели закони, ограничаващи PFAS в контейнерите за храни и опаковъчните материали, което води до търсене на алтернативи за опаковки за храни без PFAS.
Според анализа на GO-Eco, САЩ произвеждат приблизително 14 милиона тона хартиени опаковки за храни и велпапе годишно, генерирайки над 60 милиарда долара продажби. Повечето от тези продукти в момента разчитат на пластмасови или PFAS покрития за защита, въпреки нарастващите регулаторни и потребителски опасения.
Разработване и тестване на покритието
Покритието от графенов оксид е разработено от Wei, адюнкт професор в Инженерния факултет „Маккормик“ на Северозападния университет, и SonBinh Nguyen, професор по химия в Колежа по изкуства и науки „Вайнберг“ на Северозападния университет. Двамата обединиха експертния си опит в областта на съвременното производство и науката за графеновия оксид, за да създадат патентован процес, който подобрява бариерните и механичните свойства на хартиените и картонени опаковки.
Тестовете на различни прототипи, включително еднократни чинии, чаши, сламки, картонени кутии и пластмасови торбички за плодове и зеленчуци, показаха устойчивост на вода, масло и мазнини, като същевременно повишиха здравината на хартията с 30 до 50 процента в сравнение със съществуващите търговски покрития.
Продуктът е преминал независими тестове по индустриални стандарти в пилотния завод за хартия на Университета Уестърн Мичиган. Тези оценки потвърдиха ефективността на покритието върху различни материали, включително формовани съдове от фибростъкло и велпапе, като същевременно поддържат разходи, сравними с настоящите бариерни решения.
GO-Eco, с подкрепата на Отдела за студентски изследвания на Северозападния университет и голям национален производител на съдове за хранене, сега се стреми да увеличи производството и да получи одобрение от FDA за употреба в контакт с храни. Компанията също така планира да сертифицира материала за рециклируемост и компостируемост и ще проведе пълномащабни производствени изпитания върху формовани влакнести и конвенционални хартиени опаковки, за да подкрепи по-широкото внедряване на опаковки за храни без PFAS.
