Jaki powinien być optymalny skład kompozytów, na bazie których powstaną tzw. inteligentne opakowania żywności? Badają to naukowcy z Zabrza we współpracy z jedną z brytyjskich uczelni. Materiały muszą rozkładać się w kontrolowany sposób, aby nie zanieczyszczały środowiska, a dodatkowo powinny mieć właściwości antybakteryjne.
Inteligentne opakowania są ekologiczną alternatywą dla opakowań z tworzyw sztucznych.
Dzięki ich właściwościom antybakteryjnym można ograniczyć zawartość konserwantów w produktach spożywczych. Naukowcy z Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych PAN w Zabrzu pracują nad kompozytami, z których mogą powstać takie opakowania. Muszą określić taki ich skład, żeby materiał był z jednej strony trwały i stabilny, a z drugiej – ulegał rozkładowi, czyli był biodegradowalny.
Materiał powinien mieć odpowiednie właściwości mechaniczne, być wytrzymały i jak najtańszy w produkcji. Musi też zachować zdolność do naturalnego rozkładu. Środek bakteriobójczy obecny w opakowaniach ograniczy stosowanie konserwantów w produktach żywnościowych umożliwiając jednocześnie dłuższe jej przechowywanie.
Badacze sprawdzą zatem, jak rozkładają się materiały, które w przyszłości mogłyby służyć do produkcji inteligentnych opakowań. W zależności od składu kompozytów, ich utylizacja może bowiem przebiegać różnie. Projekt prowadzony przez dr inż. Martę Musioł z Zabrza ma ocenić wpływ wypełniaczy naturalnych białkowych substancji o działaniu antybakteryjnym na proces biodegradacji.
-W krajach rozwiniętych czynione są starania umożliwiające rozwój produkcji biomateriałów do różnych zastosowań. Wyroby wykonane z polimerów biodegradowalnych po okresie użytkowania powinny być poddawane recyklingowi organicznemu, co w znacznym stopniu zmniejsza zanieczyszczenie środowiska naturalnego zużytymi opakowaniami – podkreśla dr Musioł.
W Polsce co roku wytwarza się około 12 mln ton odpadów komunalnych. Ponad 70 proc. z nich trafia na składowiska. Na mocy tzw. dyrektywy opakowaniowej Komisji Europejskiej z 2004 roku Polska musi ograniczyć składowanie odpadów biodegradowalnych. Zgodnie z ustawą o odpadach z 2012 r. dostępne są oznakowane kosze przeznaczone na odpady biodegradowalne, do których mogłyby także trafiać wyroby uzyskane między innymi z opracowanych kompozytów wraz z resztkami jedzenia.
Ale żeby kompozyty zastąpiły materiały zagrażające środowisku, nie mogą być zbyt drogie. Dlatego badania nad nowymi opakowaniami koncentrują się na zmniejszeniu kosztów ich wytwarzania. Wyzwaniem jest takie zaprojektowanie biokompozytów, żeby były one stabilne w trakcie użytkowania, a jednocześnie podatne na atak mikroorganizmów podczas recyklingu organicznego.
Podstawią kompozytów są polimery biodegradowalne. Wypełniacze to materiały pochodzenia naturalnego: juta, sizal, mączka drzewna, korek oraz bawełna. Dodatek substancji biologicznie aktywnych – np. nizyny odpowiada za działanie antybakteryjne kompozytów. Testy na aktywność przeciwbakteryjną zostaną przeprowadzone we współpracy z School of Biology, Chemistry and Forensic Uniwersytetu w Wolverhampton.
Modelowanie i symulacja zjawisk degradacji w różnych warunkach pozwoli przewidzieć, jak „zachowają się” zaawansowane materiały w trakcie ich utylizacji. Kompozyty będą badane w warunkach kompostowania laboratoryjnego i przemysłowego. Badacze współpracują ze spółką A.S.A. Eko Polska, która udostępniła do badań różne systemy kompostowania.
