西北大學的 研究人員開發出一種新型防水防油材料,有望成為紙質食品和飲料包裝中有害塑膠以及有毒的 全氟和多氟烷基物質(PFAS) 的安全、可行的替代品。該材料源自氧化石墨烯,據稱無毒、環保且價格實惠。
這種塗層應用於紙張後,不僅能提供阻隔性能,還能顯著提升產品的整體強度。這意味著輕薄的紙盤和濕漉漉的外帶容器將不復存在。使用後,經過該材料處理的包裝可以輕鬆堆肥或回收利用,形成閉環,實現可持續的解決方案。
GO-Eco是 Chang Robotics 的子公司 ,也是西北大學 Querrey InQbation Lab (簡稱 The Q) 的常駐新創公司,目前正在將這款正在申請專利的產品商業化。最近的獨立評估表明,與目前市售的解決方案相比,西北大學的塗層顯著提高了強度和阻隔性能。
「這不僅僅是一項材料創新,更是一個可以立即投入市場的解決方案,」該產品的聯合開發者Timothy Wei說。 “我們很高興能將GO-Eco從實驗室帶到工廠,並將其應用於食品包裝行業,帶來變革。”
魏先生是西北大學麥考密克工程學院 機械工程系兼任教授 、 Chang Robotics首席科學家,曾任內布拉斯加大學林肯分校工程學院院長。他與氧化石墨烯專家、西北大學 溫伯格文理學院 化學教授 SonBinh Nguyen 共同開發了這款產品。
尋求新解決方案的迫切性顯而易見。 GO-Eco 團隊分析了來自各方的數據後估計,光是美國每年就生產約 1,400 萬噸紙質食品包裝和瓦楞紙板,年銷售額超過 600 億美元。這些產品通常塗有塑膠、箔或 PFAS 塗層以實現防水防油功能,儘管監管機構因環境和健康風險而要求淘汰這些材料的壓力越來越大。雖然存在一些生物基替代品,但其高昂的成本使其在商業上不可行。
這個全球性問題的潛在解決方案源自於阮和魏實驗室數十年的研究。阮的研究團隊已發表了大量關於氧化石墨烯表徵和製造的論文,而魏則擁有先進製造和食品行業的專業知識。他們共同開發了一種新的專有工藝,利用氧化石墨烯(氧化的單原子厚度碳原子片)的特性來增強紙張和紙板產品的阻隔性能。
工藝開發完成後,團隊在各種食品和飲料包裝原型上對該材料進行了嚴格的測試,包括紙板盒、塑膠袋以及盤子、杯子和吸管等一次性餐具。在每種情況下,新塗層都使這些產品具有防水、防油和防油脂的特性,同時提升了紙質基材的強度。
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