Физики Томского государственного университета совместно с ИФПМ СО РАН разработали новый упаковочный материал, способный уничтожать до 100% патогенных бактерий и грибков. Это значительно продлевает срок хранения продуктов и существенно снижает риск пищевых отравлений.
В основе разработки лежит гранулированный полипропилен — прочный и гибкий полимер, традиционно используемый в пищевой упаковке. Ученые усовершенствовали его, добавив наночастицы оксида цинка и серебра (ZnO/Ag). Под воздействием света эти частицы генерируют активные формы кислорода, эффективно разрушающие микроорганизмы.
Процесс создания материала включает несколько этапов:
- Синтез наночастиц методом электрического взрыва скрученных проволок в среде аргона и кислорода;
- Введение полученного материала в расплавленный полипропилен;
- Формирование композитных пленок методом горячего прессования толщиной 70–140 мкм.
«Метод электрического взрыва обеспечивает высокую производительность (не менее 120 наночастиц в час), чистоту материала и точный контроль химического состава. В результате формируются частицы из двух четко разделенных компонентов: антибактериального оксида цинка и серебра, усиливающего его действие», — объясняет старший научный сотрудник лаборатории нанотехнологий ТГУ Ольга Бакина.
Лабораторные испытания подтвердили эффективность материала: пленка успешно подавила рост ключевых патогенных микроорганизмов — золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus) и дрожжевых грибов (Candida albicans). При концентрации наночастиц 0,5% и выше материал обеспечил подавление микробов на 99,99%.
Безопасность для человека доказана тестами на цитотоксичность с использованием клеток подкожно-соединительной ткани мыши. Исследования показали отсутствие токсического воздействия: жизнеспособность клеток сохранялась на высоком уровне даже при длительном контакте с материалом.
На сегодняшний день подобная упаковка не имеет аналогов на российском рынке. Внедрение разработки может значительно сократить потери продуктов и повысить безопасность пищевой продукции, что особенно актуально для современной пищевой промышленности.