食品包裝的處置是全球環(huán)境污染的主要原因。據(jù)估計(jì)，每年生產(chǎn)超過3.5億噸的塑料，傾倒在海洋中的垃圾中有85%是塑料。巴西是第四大塑料生產(chǎn)國，年產(chǎn)量約為1100萬公噸。更糟糕的是，大多數(shù)塑料包裝都來自石油等非可再生能源。

鑒于所有這些缺點(diǎn)，減少使用化石燃料生產(chǎn)塑料是世界各地大量研究的目標(biāo)。許多科學(xué)家正在研發(fā)可生物降解的包裝材料，這種材料還可以防止微生物污染，延長保質(zhì)期，從而減少損失。

位于伊爾哈·索爾泰拉的圣保羅州立大學(xué)（UNESP）一個(gè)名為復(fù)合材料和混合納米復(fù)合材料小組（GCNH）的研究團(tuán)隊(duì)開展的一項(xiàng)研究為這項(xiàng)工作做出了重要貢獻(xiàn)。該研究得到了FAPESP的支持，一篇報(bào)道其發(fā)現(xiàn)的文章發(fā)表在《聚合物》雜志上。

研究人員用零售店很容易找到的B型牛明膠制成了無色粉末狀的生物塑料（也稱為“綠色塑料”）。

伊爾哈·索爾泰拉工程學(xué)院（Ilha Solteira School of Engineering，FEIS-UNESP）教授、化學(xué)家和材料科學(xué)家Márcia Regina de Moura Aouada說：“明膠是最早用于生產(chǎn)生物聚合物的材料之一。由于其豐富、低成本和優(yōu)異的成膜性能，它仍然被廣泛使用。然而，包裝用生物聚合物的特性需要改進(jìn)，以便與石油產(chǎn)品相媲美，尤其是在機(jī)械性能和蒸汽滲透性方面，因此我們在明膠中添加了氯鎂石鈉+納米粘土。”

添加納米粘土使薄膜更加均勻，拉伸強(qiáng)度提高到70兆帕（MPa）。傳統(tǒng)聚乙烯包裝的抗拉強(qiáng)度不到一半（在20 MPa-30 MPa范圍內(nèi)）。

她說：“除了納米粘土，我們還添加了一種由黑胡椒精油制成的納米乳液，使包裝具有更誘人的風(fēng)味和氣味。由于聚合物基質(zhì)中含有抗菌和抗氧化成分，這種混合物還延長了用這種材料包裝的食品的保質(zhì)期。”

值得注意的是，所討論的生物塑料最初設(shè)計(jì)用于以漢堡的形式包裝牛肉，漢堡容易受到微生物污染，并且有強(qiáng)烈的氣味，但在明膠基質(zhì)中添加納米粘土和精油納米乳液的原理可以并且將擴(kuò)展到其他食品，不同種類和比例的精油使用。

Moura Aouada說：“如果這種包裝在市場上得到廣泛應(yīng)用，它可以顯著減少使用由不可生物降解聚合物制成的塑料，從而減少固體廢物的數(shù)量。此外，生物塑料將更好地保護(hù)食品免受病原體污染。”

GCNH-UNESP遵循的研究路線側(cè)重于將廢物轉(zhuǎn)化為資源的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。該組織的領(lǐng)導(dǎo)人Fauze Aouada和Márcia Moura Aouada是UNESP材料科學(xué)研究生項(xiàng)目（PPGCM）的附屬教授。

穆拉·奧瓦達(dá)說：“我們的建議與聯(lián)合國通過的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDG）相一致，這些目標(biāo)旨在消除貧困，促進(jìn)地球的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性，并確保全世界人民都能享受和平與繁榮。”

   該研究小組還生產(chǎn)由細(xì)菌纖維素制成的傷口敷料，以及含有納米結(jié)構(gòu)的可食用包裝，這些納米結(jié)構(gòu)來源于羽衣甘藍(lán)、可可粉、大花椰菜、迷迭香提取物和納米乳液，在食品、制藥和化妝品行業(yè)具有潛在的應(yīng)用前景。