Naukowcy opracowują antybakteryjne opakowania do żywności oparte na nanofilarach owadów. Zainspirowani zabijającymi bakterie skrzydłami owadów, takich jak cykady, naukowcy opracowali naturalną antybakteryjną teksturę do stosowania na opakowaniach żywności, aby wydłużyć okres przydatności do spożycia i zmniejszyć ilość odpadów. Te badania istotnie przygotowują grunt do znacznego zmniejszenia ilości odpadów, zwłaszcza w eksporcie mięsa i nabiału, a także wydłużenia okresu przydatności do spożycia oraz poprawy jakości, bezpieczeństwa i integralności pakowanej żywności na skalę przemysłową.
Profesor Elena Ivanova z RMIT University w Melbourne w Australii powiedziała, że zespół badawczy z powodzeniem zastosował naturalne zjawisko do materiału syntetycznego jakim są tworzywa. „Wyeliminowanie skażenia bakteryjnego to ogromny krok w kierunku wydłużenia okresu przydatności do spożycia żywności” – powiedziała Ivanova. „Wiedzieliśmy, że skrzydła cykad i ważek są wysoce skutecznymi zabójcami bakterii i mogą pomóc zainspirować rozwiązanie, ale replikowanie natury zawsze jest wyzwaniem.
„Stworzyliśmy teraz nanoteksturowanie, które naśladuje niszczący bakterie efekt skrzydeł owadów i zachowuje swoją antybakteryjną moc po wydrukowaniu na wyrobach z tworzyw. To duży krok w kierunku naturalnego, nie chemicznego, antybakteryjnego rozwiązania opakowaniowego dla przemysłu spożywczego i produkcyjnego.”
Skrzydła ważki i cykady pokryte są szeroką gamą nanofilarów - tępych kolców o rozmiarach podobnych do komórek bakterii. Kiedy bakterie osiedlają się na skrzydle, układ nanofilarów rozrywa komórki, rozrywając ich błony i zabijając je. „To jak rozciąganie rękawicy lateksowej” – powiedziała Ivanova. „Gdy się powoli rozciąga, najsłabszy punkt lateksu stanie się cieńszy i ostatecznie pęknie”.
Zespół Ivanovej opracował nanoteksturę, replikując nanofilary owadów i opracowując własne nanowzorce. Aby ocenić zdolność antybakteryjną wzoru, komórki bakteryjne były monitorowane w światowej klasy ośrodku mikroskopii i mikroanalizy RMIT.
Najlepsze wzory antybakteryjne zostały udostępnione zespołowi z Japonii, który opracował sposób na odtworzenie wzorów na polimerze. Po powrocie do Australii zespół Ivanovy przetestował nanowzory i znalazł ten, który najlepiej replikuje skrzydła owadów, ale jest też najłatwiejszy do wyprodukowania i zwiększenia skali działalności. Ivanova powiedziała, że radzenie sobie z tworzywami było trudniejsze niż z innymi materiałami, takimi jak krzem i metale, ze względu na jego elastyczność.
„Nanoteksturowanie stworzone w tym badaniu ma swoje właściwości, gdy jest stosowane w odpowiednio twardych tworzywach. Naszym kolejnym wyzwaniem jest przystosowanie go do stosowania na bardziej miękkich materiałach” - powiedziała. Odkąd dziesięć lat temu Ivanova i jej koledzy odkryli bakterie zabijające naturę owadzich skrzydeł, pracowali nad zaprojektowaniem optymalnego nanowzoru, który wykorzystałby moc zabijania bakterii przez owady i wykorzystał go na różnych materiałach.
Do niedawna trudno było znaleźć odpowiednią technologię do odtworzenia tego nanoteksturowania na skalę odpowiednią do produkcji.Ale teraz istnieje technologia umożliwiająca zwiększenie skali i zastosowanie właściwości antybakteryjnych do opakowań, wśród szeregu innych potencjalnych zastosowań, takich jak środki ochrony osobistej. Ich nowe badania opierają się na badaniu z 2020 r. nad wykorzystaniem nanomateriałów inspirowanych owadami do zwalczania superbakterii.
Zespołowi zależy na współpracy z potencjalnymi partnerami w kolejnym etapie badań - rozbudowie technologii i ustaleniu najlepszych sposobów masowej produkcji opakowań antybakteryjnych.
Źródło: Uniwersytet RMIT
