ฟังก์ชันการกำหนดทางสัณฐานวิทยา: การเคลือบผิวช่วยให้สารต้านจุลชีพมีปริมาณเงินที่ต่ำกว่า
ในด้านบรรจุภัณฑ์อาหารและเคมีรายวัน การนำนาโนซิลเวอร์ (Ag NPs) เข้าสู่พลาสติกชีวภาพเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการต้านจุลชีพเป็นเส้นทางทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ใช้งานอยู่ อย่างไรก็ตาม สัณฐานวิทยาของวัสดุนาโนคอมโพสิตต้องเป็นไปตามเงื่อนไขสองประการในเวลาเดียวกัน: ให้เงินสัมผัสกับจุลินทรีย์อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อทํางานต้านจุลชีพในขณะที่ควบคุมการย้ายถิ่นของเงินภายในขีดจํากัดด้านความปลอดภัยของกฎระเบียบ การศึกษาที่ตีพิมพ์ใน Packaging Technology and Science โดยใช้โพลี (3-hydroxybutyric acid-co-3-hydroxycaproate) (PHBHx) เป็นเมทริกซ์ระบบเปรียบเทียบผลกระทบของการผสมผสาน (bulk-mixed) กับการเคลือบผิว (surface-coate) ต่อการทำงานของฟิล์มและพฤติกรรมการย้ายถิ่นเงิน
การศึกษาใช้รูปแบบการเตรียมการสองแบบ ในรูปแบบผสมนาโนซิลเวอร์จะเข้าสู่ PHBHx โดยการอัดขึ้นรูปและการผสมที่หลอมละลายด้วยการเพิ่ม 0.2 wt.% และ 2.0 wt.% จากนั้นกดลงในฟิล์ม ในรูปแบบการเคลือบพื้นผิวของเหลวการกระจายน้ำที่มีเสถียรภาพของ PHBHx เคลือบนาโนซิลเวอร์ (เนื้อหาเงิน 10 wt.% และ 40 wt.% และขนาดอนุภาคน้อยกว่า 300 นาโนเมตร) จัดทำขึ้นโดยไมโครอิมัลชันและตัวทำละลายระเหยก่อนแล้วจึงเคลือบ 50 ชั้นบนฟิล์ม PHBHx อัดในรูปแบบสเปรย์อัลตราโซนิก ขนาดอนุภาคนาโนซิลเวอร์ทรงกลมเชิงพาณิชย์ที่ใช้ในสถาบันคือ 50 นาโนเมตรและเปรียบเทียบตัวอย่างที่มีหรือไม่มีการเคลือบ PVP
ความแตกต่างระหว่างคุณสมบัติทางแสงและสิ่งกีดขวาง
ภาพออปติคอลและ SEM แสดงให้เห็นว่ามีการกระจายอนุภาคนาโนอย่างสม่ำเสมอในทั้งสองรุ่น แต่มีระดับการรวมตัวกัน เนื่องจากมีปริมาณเงินสัมบูรณ์สูงกว่าฟิล์มผสมจึงมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากการเคลือบผิวบนพื้นผิวในแง่ของสีความทึบแสงและการส่งผ่านแสงอัลตราไวโอเลตที่มองเห็นได้ ในแง่ของคุณสมบัติอุปสรรคการเคลือบไม่เพียงพอที่จะส่งผลกระทบต่ออุปสรรคออกซิเจน แต่ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านของออกซิเจนของเมมเบรนผสมลดลง 15% – 31% ผลลัพธ์นี้เตือนว่าในการใช้งานบรรจุภัณฑ์ที่ต้องการความโปร่งใสสัณฐานวิทยาการเคลือบผิวจะมีข้อได้เปรียบมากขึ้นในการแสดงผลแสง สําหรับโครงสร้างที่มีความต้องการสิ่งกีดขวาง รูปแบบผสมสามารถนํามาซึ่งการปรับปรุงสิ่งกีดขวางออกซิเจนบางอย่าง
ความแตกต่างของกิจกรรมต้านจุลชีพและกลไกการย้ายถิ่น
ผลการทดสอบต้านจุลชีพแสดงปรากฏการณ์ที่ตรงกันข้ามกับปริมาณเงินโดยสัญชาตญาณ: แม้จะมีปริมาณเงินที่ต่ำกว่ามาก แต่ฟิล์มเคลือบพื้นผิวยังสามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อ Staphylococcus aureus และ E. coli ได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่ฟิล์มผสมไม่แสดงคุณสมบัติต้านจุลชีพที่ชัดเจน นักวิจัยเชื่อว่าสิ่งนี้มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับประสิทธิภาพการสัมผัสของเงินกับจุลินทรีย์ในสองรูปแบบและวิธีการปล่อยเงิน
เพื่ออธิบายความแตกต่างนี้การศึกษาได้ดำเนินการศึกษาการโยกย้ายถิ่นฐานโดยละเอียดในโมเลกุลอาหารที่แตกต่างกัน (10 v / v% เอทานอลและกรดอะซิติก 3 w / v%) โดยใช้การเหนี่ยวนำอนุภาคเดี่ยว (SP-ICP-MS) ผลปรากฏว่ากลไกการย้ายถิ่นของโมเดลเคลือบผิวคือการดูดซึมอย่างรวดเร็วและละลายอย่างต่อเนื่องในขณะที่รุ่นผสมจะเน้นการแพร่กระจายช้า ความแตกต่างของกลไกนี้หมายความว่ารูปแบบการเคลือบพื้นผิวสามารถปล่อยเงินที่มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียได้อย่างรวดเร็วที่อินเทอร์เฟซในขณะที่ปริมาณเงินทั้งหมดลดลง เงินในรูปแบบผสมถูกห่อด้วยเมทริกซ์และปล่อยการแพร่กระจายช้าและยากที่จะสร้างความเข้มข้นของแบคทีเรียที่มีประสิทธิภาพในระยะสั้น
การเปิดเผยของสารช่วยโพลิเมอร์และการออกแบบวัสดุบรรจุภัณฑ์
ความสำคัญของการศึกษานี้สำหรับอุตสาหกรรมวัสดุบรรจุภัณฑ์คือการพิจารณาการออกแบบทางสัณฐานวิทยาและการทำงานและความปลอดภัยของวัสดุนาโนคอมโพสิตภายใต้กรอบเดียวกัน สำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ใช้งานการสัมผัสกับอาหาร ประสิทธิภาพของสารต้านจุลชีพและความปลอดภัยในการย้ายถิ่นมักจะถูกจำกัดซึ่งกันและกัน: การเพิ่มปริมาณเงินอาจเพิ่มความต้านทานต่อการต้านจุลชีพ แต่อาจมีความเสี่ยงต่อการย้ายถิ่นเกินมาตรฐาน การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าฟังก์ชันการยับยั้งเชื้อราและแบคทีเรียสามารถทำได้ในปริมาณเงินที่ต่ำกว่าผ่านสัณฐานวิทยาการเคลือบผิวและควบคุมพฤติกรรมการปลดปล่อยด้วยกลไก desorption – solution ซึ่งเป็นแนวคิดใหม่ในการออกแบบสูตร
จากมุมมองของการประมวลผลที่มีเสถียรภาพรูปแบบการผสมขึ้นอยู่กับการผสมหลอมอัดขึ้นรูปและกระบวนการที่เป็นผู้ใหญ่และง่ายต่อการขยาย แต่การกระจายตัวและการควบคุมการรวมตัวของซิลเวอร์นาโนในการประมวลผลที่อุณหภูมิสูงยังคงเป็นกุญแจสำคัญ รูปแบบการเคลือบพื้นผิวเกี่ยวข้องกับการเตรียมไมโครอิมัลชันและการพ่นหลายครั้ง ความซับซ้อนของกระบวนการจะสูงขึ้น แต่ประสิทธิภาพการใช้เงินจะสูงขึ้น ทั้งสองเส้นทางมีการแลกเปลี่ยนกัน นักวิจัยยังชี้ให้เห็นว่าการเพิ่มประสิทธิภาพทั้งสองวิธีนี้คาดว่าจะปรับปรุงความยืดหยุ่นในการประมวลผลและผลักดันการใช้งานบรรจุภัณฑ์ที่ปลอดภัยลงจอด
PHBHx เป็นโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพภายใต้บริบทที่วัสดุรีไซเคิลและการออกแบบรีไซเคิลได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อย ๆ การผสมผสานกับนาโนซิลเวอร์เป็นตัวเลือกสำหรับบรรจุภัณฑ์ที่ใช้งานทางชีวภาพ แต่การรีไซเคิลและความปลอดภัยของวัสดุรีไซเคิลที่มีฟิล์มนาโนซิลเวอร์ยังคงต้องประเมินร่วมกับข้อมูลการย้ายถิ่นฐาน นอกจากนี้สารต้านอนุมูลอิสระในสถานการณ์ที่สัมผัสกับอาหารและระบบความคงตัวในการประมวลผลสามารถทำงานร่วมกับส่วนประกอบต้านจุลชีพนาโนซิลเวอร์ได้อย่างไรเพื่อหลีกเลี่ยงการย่อยสลายออกซิเดชันและการเปลี่ยนสีในระหว่างการประมวลผล การศึกษาไม่ได้เกี่ยวข้องกับผลกระทบที่เฉพาะเจาะจงของสารต้านอนุมูลอิสระหรือโคลงกระบวนการและข้อสรุปที่เกี่ยวข้องจะต้องได้รับการตรวจสอบในงานติดตามผล
การสังเกตการณ์ทางเคมีของ Herun
รอบวัสดุบรรจุภัณฑ์สารต้านอนุมูลอิสระการประมวลผลที่มีเสถียรภาพการสัมผัสอาหารวัสดุรีไซเคิล Herun Chemical ยังคงให้ความสนใจกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเสถียรภาพในการประมวลผลและการประยุกต์ใช้ในการลงจอดในสาขานี้ บทความนี้แก้ไขและจัดเรียงตามข้อมูลแหล่งที่มาสูตรเฉพาะการเลือกผลิตภัณฑ์และการตรวจสอบประสิทธิภาพโปรดรวมการให้คำปรึกษาสภาพการทำงานจริง
แหล่งข้อมูล: Influence of Bulk‐Mixed and Surface‐Coated Morphologies on Functionality and Migration in Nano Ag/PHBHHx Packaging Films， เสร็จสิ้นโดย Herun เคมี