کاربرد و نقش اکسید روی در بسته بندی های زیست تخریب پذیر

نگرانی در مورد مشکلات زیست محیطی ناشی از مواد بسته بندی پلاستیکی حاصل از فراورده های نفتی باعث توسعهمواد بسته بندی زیست تخریب پذیر از جنس بیوپلیمرها شده است. مشکل اصلی این فیلم ها خصوصیات مکانیکی نسبتاضعیف و بازدارندگی کم در مقابل رطوبت و گازها می باشد. از روش های بهبود خصوصیات مکانیکی، نوری و حرارتیفیلم های بیوپلیمری استفاده از مواد غیر آلی مختلف مثل مواد جامد لایه ای، نانوفیبرهای سنتزی، نانولوله های کربنیو نانورشته های سلولزی به عنوان پرکننده و تهیه نانوکامپوزیت است. از جمله مزایای فیلم های بیوپلیمری امکان افزودنموادی مانند آنتی اکسیدان ها، مواد ضد قارچی و ضد باکتریایی، رنگها و سایر مواد عمل گرا می باشد و در واقع تبدیلبه نوعی بسته بندی فعال می شوند. بسته بندی فعال نوعی بسته بندی است که شرایط بسته را طوری تغییر میدهد کهباعث توسعه ماندگاری یا بهبود ایمنی یا خصوصیات حسی غذا می گردد درحالیکه کیفیت غذا را حفظ می کند. ازانواع بسته بندی های فعال، بسته بندی حاوی مواد ضد میکروبی است که در اثر تماس ماده بسته بندی با سطح غذا رشدمیکروب های بیماریزا و عامل فساد کنترل می شود. مواد ضد میکروبی مورد استفاده دارای ماهیت آلی مانند اسیدهایآلی و یا غیر آلی هستند. در بین مواد غیرآلی تمایل زیادی به استفاده از فلزات و اکسیدهای فلزی مانند نقره، مس،روی و پلاتین به عنوان مواد ضدمیکروبی وجود دارد زیرا آنها دارای ویژگی های سمیت گزینشی روی میکروب ها وتاثیر حداقلی روی سلول های انسانی هستند. ZnO پودر سفید رنگ معدنی و نامحلول در آب است که سازمان غذا وداروی آمریکا (FDA) آن را جز مواد ایمن دسته بندی کرده است. نانوذرات ZnO در مقایسه با سایر اکسیدهای فلزیاز مزایایی زیادی همانند ظاهر سفید رنگ، هزینه تولید پایین و بلوکه کنندگی UV برخوردار هستند که در مقایسهبا (TiO(2 می تواند UV را در هر سه ناحیه UV-B, UV-A و UV-C بلوکه کند. همچنین آن دارای ویژگی هایممتازی مانند هدایت گرمایی و ضریب شکست بالا، قدرت اکسیداسیون نوری مواد شیمیایی و بیولوژیکی، خود استریلکنندگی و فعالیت ضدمیکروبی است؛ بنابراین ZnO می تواند در زمینه های مختلفی مانند آرایشی، غذایی، دارویی،کشاورزی، سلول های خورشیدی، دیودهای نشر نور آبی، حسگرها و کاهنده ها، تهیه بتون و ... بکار برده شود. مکانیسمضد میکروبی نانوذرات فلزی مانند نقره و اکسید روی هنوز دقیقا مشخص نیست. بر اساس مطالعات محققان، اینمکانیسم ممکن است به صورت القای تنش اکسیداتیو به غشای سلول میکروبی به دلیل آزادسازی گونه های اکسیژنفعال (ROS) یا آزادسازی یون از سطح ذره و اتصال به غشای سلول و انهدام آن باشد. همچنین، نانوذرات ZnO ازطریق متلاشی کردن غشای سلولی و افزایش نفوذپذیری غشا قویا از رشد میکروب ها جلوگیری می کند. ثابت شدهاست که نانوذرات ZnO حتی در مقادیر خیلی کم در pH خنثی روی باکتری ها اثر کشندگی دارد. نانوساختارهایZnO در مورفولوژی های متنوع صفحه ای، میله ای، لوله ای، کروی و رشته ای به راحتی با تکنیک های شیمیایی و تحتشرایط سنتز ملایم با مواد اولیه ارزان تهیه می شوند.