UV a base biologica di Shan Jiang

ShanJiang , assistente professore di scienza e ingegneria dei materiali, e il suo team, sono stati recentemente pubblicati in ACS Applied Materials and Interfaces ad alto impatto per l'articolo intitolato "Rivestimento sottile con blocco UV trasparente a base biologica abilitato dall'autoassemblaggio di nanoparticelle". Il primo autore èEmily Olson , dottorando in scienza e ingegneria dei materiali. I coautori includonoYifan LiEAyuna Tsyrenova, entrambi dottorandi in ingegneria dei materiali;Sii lui, post-dottorato in ingegneria dei materiali,Fang-Yi Lin, studente laureato in ingegneria chimica e biologica;Anna MillerEDevin Palma, studenti universitari rispettivamente in ingegneria dei materiali e ingegneria industriale;Eric Cochran, assistente professore di ingegneria chimica e biologica;Keith Vorst , professore associato di Scienze dell'alimentazione e nutrizione umana; EGreg Curtzwiler, assistente professore di scienze alimentari e nutrizione umana.

La premessa di questo progetto di ricerca è migliorare l'efficienza della protezione ultravioletta (UV), applicabile non solo ai prodotti per la protezione solare, ma anche agli imballaggi dell'industria alimentare, come quello della carne, dei latticini e degli snack ricchi di lipidi come le patate. patatine fritte. Questa tecnologia può essere applicata per prolungare la durata di conservazione di alimenti e generi alimentari. Inoltre, il rivestimento è formulato con materiali ecologici di origine biologica.

Il rivestimento risultante dal team è altamente efficace e lo spessore della pellicola (~ 0,25 µm) è circa 100 volte più sottile rispetto ai rivestimenti convenzionali. Queste proprietà sono state ottenute con l'uso di nanoparticelle di ZnO assemblate all'interno della matrice di idrossietilcellulosa (HEC). Strutture simili sono state ottenute anche con nanoparticelle di TiO2. Inoltre, il team ha scoperto un nuovo meccanismo che consente l'elevata efficienza. Le nanoparticelle formavano un'esclusiva struttura di rete frattale con il legante polimerico di origine biologica HEC. Lo stesso meccanismo può essere ampiamente applicato ad altri tipi di materiali nanocompositi per migliorarne le prestazioni.

Lo studio offre un metodo economicamente vantaggioso e scalabile per fabbricare un rivestimento trasparente che blocca i raggi UV. I materiali a base biologica e le applicazioni per la protezione degli alimenti promuoveranno la sostenibilità e ridurranno gli sprechi. È stata depositata una domanda di brevetto basata su questa tecnologia. Questo lavoro è parzialmente supportato dal programma dei centri di ricerca cooperativa industria-università della National Science Foundation (NSF), dal Centro per le bioplastiche e i biocompositi, dal Consorzio per la protezione dei polimeri e degli alimenti e da una sovvenzione USDA e NSF.

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