Plastic plastic krijgt antimicrobiële boost door plasma -behandeling en zinknanodeeltjes

Polymeren zijn essentieel in moderne voedselverpakkingen dankzij hun lage kosten, lichtgewicht, flexibiliteit en chemische stabiliteit. Ze bieden een cruciale barrière om voedsel te beschermen tegen vocht, zuurstof, zonlicht en micro -organismen die bederf en gezondheidsrisico’s veroorzaken. Onder hen wordt PET (polyethyleentereftalaat) vooral gewaardeerd vanwege zijn transparantie, stabiliteit en sterke mechanische eigenschappen.

Conventionele PET en andere goedkope polymeren hebben echter beperkingen in oppervlakte-eigenschappen zoals bevochtigbaarheid, hechting en weerstand tegen microbiële groei. Door polymeren te behandelen met koud plasma en het opnemen van nanodeeltjes (NP’s), zoals zinkoxide (ZnO), kan het de antimicrobiële activiteit van het polymeer, transporteigenschappen, biologische afbreekbaarheid en UV -bescherming verbeteren.

Een team van wetenschappers van het Institute of Physics in Zagreb, in samenwerking met partners, ontwikkelde een eenvoudige methode om PET/ZNO -composieten te synthetiseren met behulp van commerciële huisdierfolies. Deze studie was onlangs gepubliceerd in Toegepaste Surface Science -vooruitgang.

Het proces omvat het behandelen van commerciële huisdierfolies met een atmosferische drukplasmastraal (APPJ), het coaten met ZnO -nanodeeltjes en het herhalen van de plasmabehandeling om de deeltjes stevig in het oppervlak in te voegen. Dit creëert een unieke tweedimensionale opname van nanodeeltjes die de prestaties van PET verbetert waar oppervlakte-eigenschappen van cruciaal belang zijn, zoals antimicrobiële activiteit.

Om de ZnO -nanodeeltjes te produceren, gebruikten de onderzoekers gepulseerde laserablatie in water, waardoor een hoge zuiverheid zorgde. Atomische krachtmicroscopie (AFM) onthulde dat de behandeling van plasmabehandeling het PET -oppervlak heeft geëtst, waardoor de ruwheid van 6 nm tot 13 nm werd verhoogd en een meer homogene nanodeeltjesverdeling over het oppervlak creëerde.

Cruciaal is dat uitloogtests bevestigden dat bijna alle Zn veilig bleef ingebed in het PET -oppervlak, een sleutelfactor voor prestaties, milieu- en menselijke veiligheid en duurzaamheid. Bovendien toonden de verbeterde PET -folies tot 29% verbetering van de UV -bescherming, wat helpt om de voedselkwaliteit gedurende langere periodes te behouden en de houdbaarheid te verlengen. Terwijl de behandeling van plasma de elasticiteit van PET verminderde, versterkte het toevoegen van ZnO -nanodeeltjes in het bereik van 200 – 500 μl het materiaal.

Het meest opvallend genoeg bereikten de composieten bij de hoogste geteste ZnO -concentratie (245,75 mg Zn/kg Pet) bijna 100% antibacteriële efficiëntie tegen Escherichia coli en Staphylococcus aureus.

“Deze resultaten benadrukken de effectiviteit van onze synthesemethode door sterke antimicrobiële eigenschappen tegen beide bacteriestammen te tonen. Belangrijk is dat de uitloog -test bevestigde dat de nanodeeltjes veilig zijn ingebed in het huisdieroppervlak, dat het potentieel van deze antibacteriële oppervlakken voor applicaties in de verpakkingsindustrie in de verpakkingsindustrie is, concluderen Rafaela Radič, de eerste auteur van de paper.