Руски научници развили модел који би могао да продужи рок трајања хране
CC0 / Слика генерисана вештачком интелигенцијом /
Пратите нас
Нови модел за израчунавање пропустљивости полимера за гасове, који су развили научници Кабардино-Балкарског државног универзитета (КБГУ) у сарадњи са колегама из других научних установа, могао би да помогне у стварању нових материјала за паковање и чување хране, као и заштитних премаза који спречавају корозију метала.
Резултати истраживања објављени су у научном часопису „Известија Кабардино-Балкарског државног универзитета“.
Полимери се широко користе у производњи амбалаже за прехрамбене производе и заштитних премаза за метал, али многи од њих пропуштају гасове и влагу. Због тога се скраћује рок трајања хране, док метални производи подлежу оксидацији.
Како објашњавају аутори истраживања, да би се смањила пропустљивост полимера, у њих се додају чврсте честице нанометарских димензија, чиме се добијају полимерни композити.
Те честице стварају својеврсни „кривудави пут“ за пролазак гасова. Што је више честица, гасовима је теже да продру кроз материјал.
Научници Кабардино-Балкарског државног универзитета „Х. М. Бербеков“, заједно са колегама са Дагестанског државног педагошког универзитета „Р. Гамзатов“ и Руског државног универзитета за туризам и услуге, показали су да на пренос гасова значајно утиче још један фактор – афинитет компоненти, односно степен повезаности честица пунила са полимером.
Према речима истраживача, што су честице ситније и равномерније распоређене у полимеру, то је овај ефекат израженији.
„За истраживање смо користили поликарбонат на бази бисфенола А као основни полимер, док су као пунила употребљени графит и термички редуковани графен. Узорци су добијени мешањем компоненти у растопљеном стању. Методом фракталне анализе описали смо зависност фактора вијугавости, параметра који показује колико је сложен пут гаса кроз материјал, од степена структурног афинитета“, објаснио је Игор Долбин, кандидат хемијских наука и виши научни сарадник Центра за напредне материјале и адитивне технологије КБГУ.
Према његовим речима, када постоји потпуна структурна сродност компоненти, релативна пропустљивост за гасове зависи искључиво од количине додатих честица.
Међутим, када се степен сродности смањује, пропустљивост композита за гасове опада у поређењу са чистим полимером.
Долбин је појаснио да управо степен повезаности честица са полимерном матрицом одређује колико ће се пропустљивост материјала смањити.
Научници су предложили и емпиријске једначине које описују ову зависност. Разлика између експерименталних и теоријских резултата износила је око шест до седам одсто, што је упоредиво са грешком мерења.
„Добијени резултати омогућавају да се теоријски предвиде својства полимерних материјала и планирају експерименти за добијање готовог производа, чиме се смањују потрошња енергије и потреба за радом у почетним фазама истраживања. Модел се, уз неопходна прилагођавања, може применити и на друге врсте полимера и композита“, објаснио је Долбин.
Научници планирају да наставе истраживања усмерена на смањење пропустљивости полимерних материјала за гасове, како би се нова решења у будућности могла применити у индустријској производњи.
