پلاستیک PET از طریق پلاسما و نانوذرات روی، خاصیت ضدمیکروبی خود را افزایش می‌دهد
پلیمرها به دلیل هزینه کم، وزن سبک، انعطاف‌پذیری و پایداری شیمیایی، در بسته‌بندی مواد غذایی مدرن ضروری هستند. آنها مانعی حیاتی برای محافظت از غذا در برابر رطوبت، اکسیژن، نور خورشید و میکروارگانیسم‌هایی که باعث فساد و خطرات سلامتی می‌شوند، فراهم می‌کنند. در میان آنها، PET (پلی‌اتیلن ترفتالات) به ویژه به دلیل شفافیت، پایداری و خواص مکانیکی قوی خود ارزشمند است.
با این حال، PET معمولی و سایر پلیمرهای کم‌هزینه محدودیت‌هایی در خواص سطحی مانند ترشوندگی، چسبندگی و مقاومت در برابر رشد میکروبی دارند. با تیمار پلیمرها با پلاسمای سرد و ترکیب نانوذرات (NPs)، مانند اکسید روی (ZnO)، می‌توان فعالیت ضدمیکروبی، خواص انتقال، زیست‌تخریب‌پذیری و محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش پلیمر را بهبود بخشید.
تیمی از دانشمندان موسسه فیزیک در زاگرب، با همکاری شرکا، روش ساده‌ای برای سنتز کامپوزیت‌های PET/ZnO با استفاده از فویل‌های PET تجاری توسعه دادند. این مطالعه اخیراً در مجله Applied Surface Science Advances منتشر شده است.
این فرآیند شامل تیمار فویل‌های PET تجاری با جت پلاسمای فشار اتمسفری (APPJ)، پوشش‌دهی آنها با نانوذرات ZnO و تکرار تیمار پلاسما برای جاسازی محکم ذرات در سطح است. این امر باعث ایجاد ترکیبی از نانوذرات دوبعدی منحصر به فرد می‌شود که عملکرد PET را در مواردی که خواص سطحی بسیار مهم هستند، مانند فعالیت ضدمیکروبی، افزایش می‌دهد.
برای تولید نانوذرات ZnO، محققان از فرسایش لیزر پالسی در آب استفاده کردند که خلوص بالا را تضمین می‌کرد. میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) نشان داد که تیمار پلاسما سطح PET را حکاکی می‌کند، زبری آن را از 6 نانومتر به 13 نانومتر افزایش می‌دهد و توزیع نانوذرات همگن‌تری را روی سطح ایجاد می‌کند.
نکته مهم این است که آزمایش‌های لیچینگ تأیید کردند که تقریباً تمام نانوذرات روی به طور ایمن در سطح PET جاسازی شده‌اند، که یک عامل کلیدی برای عملکرد، ایمنی زیست‌محیطی و انسانی و پایداری است. علاوه بر این، فویل‌های PET تقویت‌شده تا 29٪ بهبود محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش نشان دادند که به حفظ کیفیت مواد غذایی در دوره‌های طولانی‌تر و افزایش ماندگاری کمک می‌کند. در حالی که عملیات پلاسما خاصیت ارتجاعی PET را کاهش داد، افزودن نانوذرات ZnO در محدوده 200 تا 500 میکرولیتر، ماده را تقویت کرد.
نکته قابل توجه این است که در بالاترین غلظت ZnO آزمایش شده (245.75 میلی‌گرم روی در کیلوگرم PET)، کامپوزیت‌ها تقریباً به 100٪ راندمان ضد باکتریایی در برابر اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس دست یافتند.
رافائلا رادیچیچ، نویسنده اول مقاله، نتیجه می‌گیرد: “این نتایج با نشان دادن خواص ضد میکروبی قوی در برابر هر دو سویه باکتریایی، اثربخشی روش سنتز ما را برجسته می‌کند. نکته مهم این است که آزمایش لیچینگ تأیید کرد که نانوذرات به طور ایمن در سطح PET جاسازی شده‌اند، و پتانسیل این سطوح ضد باکتریایی را برای کاربرد در صنعت بسته‌بندی نشان می‌دهد.”
نویسنده خبر: مهدیه رنجبر
مرجع:
https://dx.doi.org/10.1016/j.apsadv.2025.100810
بدون دیدگاه