Учёные из России разработали метод увеличения срока годности продуктов

Разработанная учёными Кабардино-Балкарского государственного университета (КБГУ) в составе исследовательской группы модель расчёта газопроницаемости полимеров поможет создавать новые упаковочные материалы для хранения продуктов, а также покрытия, предотвращающие коррозию металлов. Результаты научной работы опубликованы в журнале "Известия Кабардино-Балкарского государственного университета".

Полимеры часто используются для упаковки пищевых продуктов и в качестве защитных покрытий для металлов, однако недостатком многих из них является проницаемость для газов и влаги, что приводит к сокращению срока хранения продуктов и окислению металлических изделий. Для уменьшения проницаемости в полимеры добавляют наночастицы, создающие для газов более сложные, "извилистые" пути. Чем больше таких частиц, тем труднее газу пройти сквозь материал.

Учёные КБГУ совместно с коллегами из Дагестанского государственного педагогического университета и Российского государственного университета туризма и сервиса выяснили, что важную роль в уменьшении газопроницаемости играет аффинность компонентов – насколько хорошо частицы наполнителя сцеплены с полимером. Чем мельче и равномернее распределены частицы, тем сильнее проявляется этот эффект.

Для исследования использовался поликарбонат на основе бисфенола А, в качестве наполнителей применяли графит и термически восстановленный графен. Смесь компонентов подвергали плавлению, а затем изучали полученные образцы. С помощью фрактального анализа была описана зависимость между фактором извилистости — сложностью пути газа — и степенью аффинности структуры.

Как пояснил старший научный сотрудник Центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий КБГУ кандидат химических наук Игорь Долбин, при полном структурном сродстве компонентов газопроницаемость обусловлена только количеством наночастиц. Если же аффинность снижается, газопроницаемость композита оказывается ниже, чем у чистого полимера. Таким образом, именно степень сцепления частиц с полимерной матрицей определяет масштаб снижения газопроницаемости.

Авторы работы предложили эмпирические уравнения, описывающие эту зависимость, и получили расхождение между экспериментальными и теоретическими расчётами в пределах 6–7 процентов, что соответствует погрешности измерений.

Полученные данные позволяют прогнозировать свойства полимерных материалов и оптимизировать эксперименты при их создании, экономя ресурсы на начальных этапах разработки. Модель может быть адаптирована и к другим видам полимеров и композитов с необходимыми корректировками.

В дальнейшем учёные планируют продолжить исследования по снижению газопроницаемости полимеров с целью дальнейшего внедрения этих решений в промышленное производство.

Учёные из России разработали метод увеличения срока годности продуктов

Новости

Общество

В России

Последние новости

Учёные из России разработали метод увеличения срока годности продуктов

Новости

Общество

В России

Последние новости

Техническое обновление сайта