کاربردهای نانوکامپوزیت‌های زیست‌تخریب‌پذیر در بسته‌بندی مواد غذایی

در دنیای مدرن امروزی تصور کالایی تجاری بدون بسته‌بندی دور از ذهن و محال به نظر می‌رسد. علاوه بر ویژگی‌های پایه بسته‌بندی مانند محافظت و نگهداری کالا، در بسته‌بندی مدرن مواد غذایی باید ویژگی‌های دیگری چون پویا بودن و به روز شدن، آینده نگری و خلاقیت را نیز در نظر داشت. صنعت بسته‌بندی یکی از مهم‌ترین صنعت‌ها در دنیای امروز است، به طوری‌که %2 از تولید ناخالص ملی کشورهای توسعه یافته را به خود اختصاص می‌دهد. در این میان بسته‌بندی صنایع غذایی بیش از %50 از این بازار را به خود اختصاص داده است. با توجه به برآوردهای انجام شده این رقم به طور دائم از نظر اهمیت و حجم بازار در حال افزایش است[1].

اخیرا، ورود فناوری نانو به حوزه بسته‌بندی تحولی اساسی در ارائه بسته‌بندی‌هایی جدید با ویژگی‌های متفاوت از بسته‌بندی‌های معمولی ایجاد نموده است. در این نوع از بسته بندی‌ها استفاده از مواد نانومتری مانند نانورس، نانوذرات فلزی، نانوذرات اکسید فلزی و … در  زمینه پلیمری به شکل چشم‌گیری استحکام و نفوذپذیری بسته بندی را بهبود داده و این نوع از بسته‌بندی را به عنوان یک گزینه امید بخش  با پتانسیل بالای تجاری جهت تضمین سلامت و کیفیت غذا در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی معرفی نموده است.

معضلات ناشی از به کارگیری پلیمرهای تولید شده از مشتقات نفتی

بیش از 50 سال، پلیمرهای پلاستیکی به عنوان کاربردی‌ترین و اقتصادی‌ترین گزینه در مصارف بسته‌بندی مورد استفاده قرار می‌گرفتند. در واقع، این مواد به علت قیمت پایین‌تر، دانسیته کمتر، مقاومت به خوردگی و در دسترس بودن، جایگزین مواد سنتی‌تر مانند کاغذ، شیشه و فلزات برای کاربردهای مرتبط با بسته‌بندی شدند. علاوه بر این ویژگی‌ها، خواص اپتیکی، مکانیکی و مقاومت در برابر نفوذ گازها، هدایت گرمایی فوق‌ العاده کم و مقاومت در برابر نفوذ آب و روغن سبب گردید که 40 درصد از کل مصرف پلاستیک‌ها به صنعت بسته‌بندی اختصاص یابد [2،3]. شکل 1 میزان مصرف پلاستیک‌ها را در بازارهای مختلف نشان می‌دهد.

شکل 1- میزان مصرف پلاستیک‌ها در صنایع مختلف

 

امروزه استفاده از پلاستیک‌ها موجب نگرانی‌های بسیاری در جامعه بشری است. بزرگ‌ترین چالش در مور پلاستیک‌ها مسئله درصد بازیافت این مواد است. در مقایسه با مواد دیگر مانند فلزات با 35 درصد قابلیت بازیافت، کاغذ با 30 درصد و شیشه‌ها با 18 درصد قابلیت بازیافت، پلاستیک‌ها تنها 4-3 درصد قابلیت بازیافت دارند. مشکل دیگری که در بازیافت پلاستیک‌ها وجود دارد بحث انرژی بازیافت و دفن آن‌ها به صورت زباله است. با توجه به آمارهای منتشر شده در اروپا 50 درصد از پلاستیک‌های تولید شده دوباره در چرخه تولید بازیافت نمی‌شوند. این مساله زمانی نگران کننده می‌شود که میزان مصرف پلاستیک‌ها به چندین تن می‌رسد. به عنوان مثال، میزان مصرف ترموپلاستیک‌ها در سال 2006 در اروپا نزدیک به 40 میلیون تن بوده که از این میزان، %4/27 در بسته‌بندی‌های غیرمنعطف و %7/20 در بسته‌بندی‌های منعطف مورد استفاده قرار گرفته است. در سال‌های اخیر با وجود استفاده از پلاستیک‌های نازک (TWP[1]) در صنعت بسته‌بندی، همچنان اصرار زیادی به جایگزینی این مواد با منابع تجدیدپذیر وجود دارد. زیرا همانگونه که پیش‌تر نیز اشاره گردید، پلاستیک‌ها قابل بازیافت و یا زیست‌تخریب‌پذیر نیستند و بنابراین می‌توانند سبب مشکلات جدی زیست محیطی و دفن زباله گردند [2] (شکل 2).

شکل 2- نمونه‌هایی از آلودگی‌های زیست محیطی ایجاد شده توسط پلاستیک‌های غیر زیست‌تخریب‌پذیر

علاوه بر مشکلات ذکر شده نوسانات قیمت نفت و در نتیجه قیمت مشتقات نفتی مانند پلاستیک‌ها بر این بازار بسیار تاثیرگزار است. با توجه به افزایش ناگهانی بهای نفت در بازار‌های جهانی در دهه گذشته و بالا رفتن قیمت محصولات ناشی از مشتقات نفتی، جایگزین نمودن این مواد با موادی که بتواند هزینه ‌بسته‌بندی را کاهش دهد، از دیگر مواردی است که مورد توجه فعالان این صنعت قرار گرفته است [1].

  • جایگزینی پلاستیک‌های نفتی با مواد زیست‌تخریب‌پذیر

امروزه استفاده از مواد زیست‌تخریب‌پذیر به علت پتانسیل بالای آن‌ها، به ویژه برای استفاده در بسته‌بندی مواد غذایی مورد توجه قرار گرفته است. این مواد می‌توانند جایگزین مواد پلاستیکی زیست‌تخریب‌ناپذیر گردند و آسیب‌های زیست محیطی ناشی از آن‌ها را کاهش دهند. اما مواد زیست‌تخریب‌پذیر مقاومت کمتری در برابر نفوذ آب و گاز از خود نشان می‌دهند و از نظر خواص مکانیکی نیز ضعیف‌تر می‌باشند. یکی از راه‌های غلبه بر این مشکلات، کامپوزیت‌سازی پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر با سایر مواد مفید است [4].

یکی از راه حل‌هایی که در کامپوزیت‌سازی در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است، استفاده از مواد نانومتری برای ایجاد خواص مورد نظر در مواد زیست‌تخریب‌پذیر است. در این گزارش به بررسی این دسته از مواد زیست‌تخریب‌پذیر پرداخته خواهد شد[5].

  • فناوری نانو و پلیمرهای زیست‌‌تخریب‌پذیر

یکی از محدودیت‌هایی که در کامپوزیت‌سازی وجود دارد این است که بیشتر موادی که برای اصلاح خواص پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر مورد استفاده قرار می‌گیرند، برهمکنش ضعیفی با زمینه خود نشان می‌دهند. این موضوع سبب افت کارایی این کامپوزیت‌ها می‌گردد. تحقیقات انجام شده نشان داد که برای رفع این مشکل و افزایش برهمکنش بین زمینه و پرکننده‌های مورد استفاده در کامپوزیت‌های زیست‌تخریب‌پذیر، می‌توان ابعاد پرکننده‌ها را کاهش داد. استفاده از پرکننده‌های نانومتری سبب به وجود آمدن نانوکامپوزیت‌های زیست‌تخریب‌پذیر با مشخصه‌ها و ویژگی‌هایی مشابه با پلاستیک‌های معمولی می‌گردد.

پلیمرهای مورد استفاده در ساخت بسته‌بندی‌های زیست‌تخریب‌پذیر در دو گروه طبقه‌بندی می‌گردند:

  • پلیمرهای طبیعی (مانند پلی‌ساکاریدها و پروتئین‌ها)
  • پلیمرهای ترکیبی (مانند پلی‌کاپرولاکتون (PCL) و پلی‌لاکتیک اسید (PLA))

پلیمرهای ترکیبی نیز بر اساس منشاء تولید آن‌ها به سه دسته تقسیم می‌گردند:

  • پلیمرهای تولید شده از میکرواورگانسیم‌ها
  • پلیمرهای به دست آمده از زیست فناوری
  • پلیمرهای تولید شده از مشتقات نفتی (غیر تجدید‌پذیر) [8-5].

3-1- پلیمرهای طبیعی

پلیمرهای طبیعی مورد استفاده در بسته‌بندی‌های زیست‌تخریب‌پذیر به طور مستقیم از محصولات توده‌های زیستی[2] یا بیومس مانند بافت‌های گیاهی و دانه‌ها و یا محصولات حیوانی مانند ژلاتین به دست می‌آیند. از این میان دو دسته پلی‌ساکاریدها و پروتئین‌ها بیشتر در صنعت بسته‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

امکان تولید بسته‌بندی‌ در مقیاس صنعتی یکی از بزرگ‌ترین مباحث مورد توجه در صنایع غذایی است. چرا که قیمت مواد مورد استفاده برای بسته‌بندی تاثیر بسیار زیادی در قیمت تمام شده محصول نهایی خواهد داشت. در مورد پلیمرهای طبیعی ارزش افزوده بالاتر محصولات غذایی بسته‌بندی شده با بسته‌بندی‌های کاربردی و فعال می‌تواند هزینه تولید زیاد آن‌ها را در مقایسه با مقیاس‌های صنعتی توجیه نماید.

مزیت عمده پلیمرهای پروتئینی نسبت به پلی‌ساکاریدها این است که این مواد همزمان دارای خاصیت آب‌دوستی و آب‌گریزی هستند. این ویژگی به معنی امکان استفاده از نانوساختارهای غیرقطبی در فیلم‌های پروتئینی است که منجر به افزایش کارکردهای این نوع از فیلم‌ها می‌شود [5].

3-2- پلیمرهای ترکیبی

3-2-1 پلیمرهای تولید شده از میکرواورگانیسم‌ها

در اینگونه از پلیمرها مونومرها محصول متابولیسم یک باکتری هستند که بر روی زیرلایه‌های مختلفی عملیات تخمیر را انجام می‌دهند. البته این فرآیند محصولات جانبی دیگری نظیر لاکتوز نیز به همراه خواهد داشت. این دسته از پلیمرهای ترکیبی در حال حاضر یکی از گزینه‌های جدی برای تولید نانوکامپوزیت‌های زیستی برای بسته‌بندی در صنایع غذایی می‌باشند [5].

3-2-2 پلیمرهای به دست آمده از زیست فناوری

پلی‌لاکتیک اسید مهم‌ترین پلیمر ترموپلاستیکی است که از زیست فناوری برای بسته‌بندی‌های زیست‌تخریب‌پذیر مورد استفاده قرار گرفته است. این پلیمر به طور گسترده توسط محققین به عنوان یک ماده زیست‌تخریب‌پذیر مورد بررسی قرار گرفته است، اما خاصیت ممانعت از عبور گاز و نیز چقرمگی و انعطاف‌پذیری آن بسیار کم است [5].

3-2-3 پلیمرهای به دست آمده از مشتقات نفتی

اگرچه بسیاری از پلاستیک‌های تولید شده در پتروشیمی زیست‌تخریب‌پذیر نیستند، اما تعداد معدودی از این پلیمرها به راحتی در طبیعت تجزیه خواهند شد که مهم‌ترین آن‌ها پلی‌کاپرولاکتون است. این مواد زیست‌تخریب‌پذیر نسبت به پلیمرهای طبیعی گران‌تر هستند که علت عمده آن نیز ماهیت غیرتجدیدپذیر آن‌ها است، زیرا نمی‌توان از آن‌ها مجددا در چرخه تولید  استفاده نمود.

خاصیت آب‌گریزی پلی‌کاپرولاکتون سبب بهبود مقاومت در برابر آب پلیمرهای ارزان‌تر مانند نشاسته (starch) می‌گردد. با اضافه نمودن مقدار کمی پلی‌کاپرولاکتون به نشاسته، مقاومت در برابر نفوذ بخار آب مخلوط به دست آمده به طور چشمگیری افزایش می‌یابد. این ترکیب کاملا زیست‌تخریب‌پذیر بوده و با اضافه کردن نانوذرات به آن می‌توان نانوکامپوزیتی با خواص مکانیکی و ممانعتی خوب تولید نمود [5].

3-3 عامل‌دار کردن پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر با استفاده از نانومواد

مواد زیست‌تخریب‌پذیر هنگامی که به عنوان بسته بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند، محدودیت‌هایی از خود نشان می‌دهند که پیش‌تر نیز به برخی از آن‌ها اشاره شد. یکی از راه‌های نویدبخش برای غلبه بر این محدودیت‌ها و بهبود خواص فیزیکی-شیمیایی آن‌ها عامل‌دار کردن این مواد با مواد نانومتری است (شکل 3).

شکل 3- نانومواد استفاده شده برای عامل‌دار کردن مواد زیست‌تخریب‌پذیر

تحقیقات بسیاری برای بهبود کارایی پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر با استفاده از نانوموادی همچون نانولوله‌های کربنی، نانورس، نانوذرات سلولز و نانوذرات نقره انجام شده است. در ادامه به نانوموادی که جهت بهبود خواص نانوکامپوزیت‌های زیست‌تخریب‌پذیر مورد استفاده قرار گرفته اند، اشاره می‌گردد [7،9]:

3-3-1 نانولوله‌های کربنی

اضافه نمودن نانولوله‌های کربنی به پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر علاوه بر بهبود خواص مکانیکی این پلیمرها سبب کاهش نفوذ گاز و بخار آب در این پلیمرها می‌گردد. علاوه بر این با انجام اصلاحات شیمیایی بر روی نانولوله‌های کربنی می‌توان سازگاری آن‌ها را با زمینه پلیمری افزایش داد. ویژگی دیگری که در مورد نانولوله‌های کربنی باید به آن اشاره نمود این است که اضافه نمودن مقادیر بسیار کم از آن به پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر می‌تواند سبب افزایش زیست‌تخریب‌پذیری این کامپوزیت‌ها گردد. البته باید به این نکته اشاره نمود که استفاده از نانولوله‌های کربنی در بسته‌بندی مواد غذایی خیلی معمول نیست. چرا که احتمال ایجاد خطر مسمومیت از این مواد برای سلول‌های انسانی وجود دارد. با این وجود هنوز مفید بودن استفاده از نانولوله‌های کربنی برای بسته‌بندی در صنایع غذایی تحت مطالعه و بررسی قرار دارد [5].

3-3-2 نانورس

یکی از پرکاربردترین نانومواد در بسته بندی‌های زیست‌تخریب‌پذیر  نانورس‌های سیلیکاتی است که دارای ساختاری لایه ای می‌باشد. علت اهمیت و کاربرد سیلیکات‌های لایه‌ای را می‌توان در موارد زیر خلاصه نمود:

  • دسترسی بسیار آسان
  • قیمت پایین
  • ایجاد بهبودهای قابل توجه در خواص
  • سادگی فرآیندپذیری و اختلاط با پلیمر پایه

این نانوذرات را می‌توان در طی فرآیندهای صنعتی مانند اکستروژن، به پلیمر اضافه نمود. بنابراین می‌توان امکان دستیابی به فیلم‌های بسته‌بندی زیست‌تخریب‌پذیر در مقیاس صنعتی را به راحتی فراهم ‌آورد. اضافه نمودن این نانوذرات به پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر می‌تواند علاوه بر ایجاد خواص بدیع، مقاومت مکانیکی این پلیمرها را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.

بر اساس شبکه‌ای که در فرَآیند ساخت بین پلیمر و لایه‌های نانورس شکل می‌گیرد، کارکرد نانورس در کامپوزیت به دست آمده مشخص می‌گردد. نانورس در اختلاط با پلیمر می‌تواند دو ساختار نانوکامپوزیت و یا میکروکامپوزیت را تشکیل دهد. ساختار نانوکامپوزیت نیز بسته به نحوه قرارگیری لایه‌های نانورس و زنجیره‌های مولکولی پلیمر در کنار یکدیگر، به دو شکل پرپر شده[3] (حالتی که لایه‌ها از یکدیگر فاصله زیادی می‌گیرند) و بین نشین شده[4] (حالتی که زنجیره‌های پلیمر در بین لایه‌های نانورس قرار می‌گیرد) تقسیم بندی می‌شود (شکل 4).

هنگامی که نانورس‌ها کنار یکدیگر جمع شوند به صورت یک میکروذره عمل می‌کنند. این پدیده سبب ایجاد خواص ضعیف در کامپوزیت می‌گردد. بنابراین، حضور مقدار کافی از نانوذرات و نیز جدایش و توزیع خوب آن‌ها در زمینه پلیمری می‌تواند سبب بهبود خواص در کامپوزیت گردد. به طور خلاصه استفاده از نانورس در پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر سبب ایجاد بهبودهای زیر می‌گردد [5،8]:

  • افزایش پایداری دمایی
  • افزایش تحمل تنش‌های کششی و افزایش تغییر شکل در هنگام شکست
  • کاهش میزان نفوذ پذیری آب و گاز

شکل 4- انواع روش‌های قرارگیری نانورس در نانوکامپوزیت‌های زیست‌تخریب‌پذیر

3-3-3 مقاوم‌سازهای سلولزی

نانوذرات سلولزی معمولا به دو صورت نانوالیاف و نانوویسکر مورد استفاده قرار می‌گیرند. از مزایای عمده این نانوذرات می‌توان به در دسترس بودن آن‌ها اشاره نمود. زیرا نانوذرات سلولزی را می‌توان به راحتی به روش‌های گوناگون از بافت‌های گیاهی حتی مواد زباله‌ای تهیه نمود. به طور خلاصه، از مزایای استفاده از نانوذرات سلولزی در زمینه‌های زیست‌تخریب‌پذیر می‌توان به موارد زیر اشاره نمود [5،9]:

  • افزایش مدول الاستیک نانوکامپوزیت
  • افزایش استحکام کششی نانوکامپوزیت
  • ایجاد افزایش ممانعت در برابر نفوذ بخار آب
  • ایجاد پایداری دمایی در نانوکامپوزیت نهایی

3-3-4 نانوذرات نقره

با وجود اینکه گزارش‌هایی مبنی وجود خاصیت آنتی‌باکتریال در نانورس ارائه شده است، اما بیشترین نانوذرات به کار رفته برای ایجاد خاصیت آنتی‌باکتریال در فیلم‌های مورد استفاده در بسته‌بندی مواد غذایی، نانوذرات نقره می‌باشد. علت خاصیت آنتی‌باکتریال نانوذرات نقره، اندازه کوچک و بار سطحی آن‌ها عنوان شده است که سبب نفوذ این نانوذرات به داخل غشای باکتری و آسیب رساندن به DNA آن می‌گردد. علاوه بر خاصیت آنتی‌باکتریال نانوذرات نقره، این نانوذرات مانع از رشد میکرواورگانیسم‌ها در داخل محصولات غذایی می‌شوند [5،9].

3-3-5 نانولیپوزوم[5]‌ها

در سال‌های اخیر، مزایای استفاده از نانولیپوزوم‌ها به عنوان حامل‌های مواد فعال و استفاده از آن‌ها در ساخت مواد زیست‌تخریب‌پذیر مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از موادی که همزمان خاصیت آبدوستی و آب‌گریزی دارند (مانند لسیتین[6])، این امکان را فراهم می‌آورد که از طریق ویزیکل‌ها[7] و مایسل‌ها[8] اجزاء قطبی و یا غیر قطبی را در مرکز خود جای دهند (شکل 5).

سمیت نانولیپوزوم‌هایی که از ترکیبات طبیعی به دست می‌آیند نسبت به نانوذرات دیگر مانند نانولوله‌های کربنی و نانوذرات نقره کمتر است. که علت آن را می‌توان به اندازه ذرات بزرگ‌تر نانولیپوزوم‌ها و ماهیت غیرسمی لسیتین نسبت داد. به طور خلاصه می‌توان مزایای استفاده از نانولیپوزوم‌ها را در بسته‌بندی‌های زیست‌تخریب‌پذیر در قالب موارد زیر بیان نمود:

  • افزایش خاصیت ضد میکروبی نانوکامپوزیت
  • افزایش خاصیت آنتی‌اکسیدانی نانوکامپوزیت
  • ایجاد ترکیبات زیست فعال در نانوکامپوزیت

البته باید به این نکته توجه نمود که استفاده از نانولیپوزوم‌ها به اندازه نانوذرات دیگر سبب افزایش خواص مکانیکی نانوکامپوزیت نمی‌شود. این موضوع به عنوان یک محدودیت برای نانولیپوزوم‌ها تلقی می‌گردد. استفاده همزمان از نانولیپوزوم‌ها و دیگر نانوذرات برای غلبه بر این محدودیت می‌تواند سبب ایجاد نانوکامپوزیت‌های زیست‌تخریب‌پذیر با خواص فیزیکی و کاربردی بهتر گردد [5،9].

شکل 5- نحوه آرایش مواد آمفی‌فیلیک در محیط‌های قطبی و غیرقطبی

 

  • محصولات تجاری در حوزه نانوکامپوزیت‌های زیست‌تخریب‌پذیر

معضلات ناشی از مصرف بی‌رویه پلاستیک‌های معمولی و خطرات زیست محیطی آن، موجب شکل‌گیری تلاش‌هایی جهت جایگزین نمودن این پلاستیک‌ها با مواد زیست‌تخریب‌پذیر گردید. امروزه تعدادی از شرکت‌های فعال در صنعت پلیمرها در اکثر نقاط جهان به سمت تولید نانوکامپوزیت‌های زیست‌تخریب‌پذیر جهت جایگزین نمودن پلاستیک‌های معمولی رفته‌اند [10]. در جدول 1 تعدادی از شرکت‌های فعال در زمینه تولید نانوکامپوزیت‌های زیست‌تخریب‌پذیر معرفی شده‌اند [21-11].

جدول 1- شرکت‌ها و مراکز تحقیقاتی فعال در زمینه نانوکامپوزیت‌های زیست‌تخریب‌پذیر برای بسته‌بندی

نام مرکز تحقیقاتی یا صنعتی کشور
پارسا پلیمر شریف ایران
Honeywell امریکا
LANXESS آلمان
Nanocor امریکا
Triton Systems امریکا
LyondellBasell امریکا
Bayer MaterialScience آلمان
Dow Chemical امریکا
Eastman Chemical امریکا
Mitsubishi Gas Chemical ژاپن
RTP Co. امریکا

اکثر این شرکت‌ها در مرحله تحقیق و توسعه هستند اما با توجه به روند رو به رشد این تقاضا در بازارهای جهانی برای تولید فیلم‌های بسته‌بندی زیست‌تخریب‌پذیر مواد غذایی با خواص مناسب، تولید محصولات صنعتی متناسب با این تقاضا نیز سرعت گرفته است. همان گونه که در جدول 1 مشاهده می‌شود، در ایران شرکت پارسا پلیمر شریف اقدام به تولید نانوکامپوزیت‌های زیست‌تخریب‌پذیر نموده و تا کنون دو محصول خود در این زمینه را با عناوین parsabio 6410 و parsabio 6010 را به صورت نیمه صنعتی به بازار عرضه کرده است.

  • جنبه‌های اقتصادی و صنعتی

در گزارش پایشی نانو که در سال 2010 در حوزه بسته‌بندی‌های زیست‌تخریب‌پذیر منتشر شد، عنوان گردید که میزان تقاضا برای نانوکامپوزیت‌های زیست‌تخریب‌پذیر در سال 2013 نسبت به سال 2010 در حدود %400 افزایش پیدا خواهد نمود. علل عمده این پیش‌بینی را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:

  • افزایش قیمت نفت و گاز
  • افزایش تقاضای مشتریان برای محصولات سازگار با محیط زیست
  • افزایش تولید زیست پلاستیک‌ها
  • فشارهای سیاسی و اجتماعی برای کاهش پلاستیک‌های غیر تخریب‌پذیر

بر اساس این گزارش در سال 2015 میزان بازار مصرف نانوکامپوزیت‌ها در دنیا به حدود 4 میلیارد دلار خواهد رسید که در حدود 40 درصد آن مربوط به بخش بسته‌بندی خواهد بود. با توجه به افزایش تقاضا برای تولید نانوکامپوزیت‌های زیست‌تخریب‌پذیر، دور از ذهن نیست که بخش قابل توجهی از این بازار به این دسته از نانوکامپوزیت‌ها اختصاص یابد که خود یک فرصت مناسب برای سرمایه‌گذاری در این بخش به شمار می‌رود. شکل 6 روند افزایش حجم بازار نانوکامپوزیت‌ها را در سال‌های 2005، 2010 و 2015 نشان می‌دهد [22]:

شکل 6- بازار مصرف نانوکامپوزیت‌ها در جهان

 

  • منابع
  • Malinconico, Mario, et al. “Natural Polymers and Additives in Commodity and Specialty Applications: A Challenge for the Chemistry of Future.”Macromolecular Symposia. Vol. 337. No. 1. 2014.
  • International Biodegradable Polymers Association & Working Groups: Bioplastics at the Leading Edge of Change. Renewable Raw Materials Make their Entry in the Plastics Industry. Jan 30, 2006, http://www.ibaw. org.
  • Silvestre, Clara, Donatella Duraccio, and Sossio Cimmino. “Food packaging based on polymer nanomaterials.”Progress in Polymer Science 12 (2011): 1766-1782.
  • Siracusa, Valentina, et al. “Biodegradable polymers for food packaging: a review.”Trends in Food Science & Technology 12 (2008): 634-643.
  • Lee, Dong Sun. “Progress in active food packaging materials.”Progress in Nanomaterials for Food Packaging (2014): 67.
  • Famá, Lucía M., et al. “Starch/multi-walled carbon nanotubes composites with improved mechanical properties.”Carbohydrate Polymers 3 (2011): 1226-1231.
  • Bilbao-Sainz, Cristina, et al. “HPMC reinforced with different cellulose nano-particles.”Carbohydrate Polymers 4 (2011): 1549-1557.
  • Kumar, Prabhat, et al. “Preparation and characterization of bio-nanocomposite films based on soy protein isolate and montmorillonite using melt extrusion.”Journal of Food Engineering3 (2010): 480-489.
  • Wojciechowska, Patrycja. “Nanocomposites for Food Packaging Applications.”Zeszyty Naukowe/Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu217 (2011): 74-82.
  • Silvestre, Clara, and Sossio Cimmino, eds.Ecosustainable Polymer Nanomaterials for Food Packaging: Innovative Solutions, Characterization Needs, Safety and Environmental Issues. CRC Press, 2013.
  • http://www.parsapolymer.com/
  • http://www.honeywell-pmt.com/
  • http://www.lanxess.com/
  • http://www.nanocor.com/
  • http://www.tritonsys.com/
  • http://www.lyondellbasell.com/
  • http://www.materialscience.bayer.com/
  • http://www.dow.com/
  • http://www.eastman.com/
  • http://www.mgc.co.jp/
  • http://web.rtpcompany.com/
  • Robinson, Douglas. “ObservatoryNano Briefing No. 1. Agrifood. Biodegradable Food Packaging.” (2010).

————————–

پانوشت:

[1] Thin Wall Packing

[2] Biomass

[3] Exfoliated

[4] Intercalated

[5] Nanoliposome

[6] Lecithin

[7] Vesicle

[8] Micelle

 

———————————————————————

مدیر طرح و تهیه کننده گزارش: گروه ترویج صنعتی فناوری نانو در حوزه کشاورزی، صنایع غذایی، محیط زیست و صنایع وابسته

نگارش : محمد مفتاحی

بخش ترویج صنعتی فناوری های نانو و میکرو

 ====================================================================================

[جهت دسترسی به گزارش نهایی محصولات و شرکتهای دارای گواهی نانومقیاس ستاد توسعه فناوریهای نانو و میکرو به «کتب مرجع محصولات و تجهیزات نانو و صنعت» به نشانی (INDnano.ir/category/book) مراجعه کنید]

[همچنین برای دسترسی به فایل PDF کلیه گزارشات بهمراه جزئیات، به بخش گزارش های صنعتی پایگاه اینترنتی رسانه تخصصی نانو و صنعت (www.INDnano.ir/category/report) مراجعه نمایید]

 ====================================================================================