食品行业的包装正在发生变化。随着消费者越来越意识到一次性塑料的危害,供应链面临着在保持高质量标准的同时消除一次性塑料的压力。 至关重要的是,新的包装技术不能在保护性上打折扣;必须确保包装防水、不破损或不会导致食品变质,从而保持现有的保鲜标准。这一点在运输过程中尤为重要,因为运输通常是全球性的,不可避免地会对包装造成一定的压力。许多研究部门都在努力,不仅要达到目前传统包装所提供的保护水平,还要改进抗微生物活性、紫外线阻隔性和透气性等性能,以确保新包装是一种理想的、具有成本效益的替代品。
明胶被认为是塑料的一种可能替代品,因为明胶来源广泛、价格低廉且易于加工。然而,这种生物聚合物也容易受到细菌的侵袭,易破碎,对湿度高度敏感,这降低了其作为包装材料的适用性。在聚合物基质中加入氧化石墨烯已被证明可以改善所有这些特性,并提高热稳定性和光稳定性。GO 特别适合这种用途,因为它和明胶一样,可以生物降解(尽管需要使用酶),因此对环境无害。明胶本身很容易降解,但添加 GO 后,材料的强度大大提高,更有可能经得起运输和处理。此外,由于 GO 具有很强的相互作用和结合能力,因此可以很容易地在聚合物复合材料中加入其他添加剂,以进一步增强材料的性能。
最近的一项研究表明,将明胶聚合物与 GO 纳米片材和贻贝启发的聚多巴胺(PDA)结合在一起,可以产生一种具有显著优点的韧性更强的材料。研究发现,贻贝在粘附各种表面(包括大量抗粘附表面)方面表现出色。这促使人们对它们分泌的蛋白质进行深入研究,并使 PDA 的使用变得越来越普遍。在这里,GO 被认为是运输 PDA 的一种有效手段,因此合成了 PGO(PDA-GO)。
GO 是一种出色的交联剂,能将银和纤维素融入结构中,而这在以前需要有毒化学品和复杂的工艺。这些添加剂分别进一步增强了抗微生物和强化性能。大量的成分基本上填补了生物聚合物基质中的空隙,从而提高了它对紫外线和水的抗渗透性。这有点出人意料,因为 GO 经常被誉为透水性材料,并被广泛应用于水过滤系统。然而,在这种情况下,GO 的氢键作用减少了复合材料中亲水基团的可用性,从而降低了吸水性。
与形成明胶生物聚合物的其他工艺相比,GO 纳米片实现了一种更简单、更环保的工艺,从而产生了一种可生物降解的聚合物,这种聚合物对包括大肠杆菌和金黄色葡萄球菌在内的常见细菌有效。
这一应用只是利用石墨烯和氧化石墨烯独特性能的众多应用之一,进一步展示了其广泛的潜在应用。如果您对氧化石墨烯的应用或它如何改善您的现有应用有任何疑问,请与我们联系,GOgraphene 团队的成员将很乐意为您提供帮助。
Improvement in antibacterial and functional properties of mussel-inspired cellulose nanofibrils/gelatin nanocomposites incorporated with graphene oxide for active packaging
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.02.011
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