纳米包装材料

纳米包装材料纳米技术令产品包装焕然一新①纳米包装材料的概念②纳米包装材料的特点③纳米包装材料的分类及应用④纳米包装材料的安全性⑤纳米材料的展望纳米包装所谓“纳米包装”，就是应用纳米技术，采用纳米包装材料，从而使包装具有特殊功能或特性的一类包装总汇。纳米包装材料，是指用晶粒尺寸在纳米量级（1nm~100nm）的单晶体或多晶体材料与其他包装材料制成的纳米复合包装材料。纳米技术包装的特点与优势（1）提高包装品质。延长产品货架期。如在包装材料（如塑料及复合材料）中加入纳米微粒，使其铲除异味，杀菌消毒的作用。（2）提升传统包装材料的加工性能。如将纳米微粒加入陶瓷或玻璃中，可得到富有韧性的陶瓷或玻璃材料;在制罐金属材料中加入纳米微粒，可使其韧性及延展性大大提高。（3）使包装效果更佳，简化工艺步骤。如在果蔬保鲜包装材料中加入纳米Ag粉，便可将果蔬食品释放出的乙烯加速氧化，减少乙烯含量，从而达到良好的保鲜效果。（4）有利于生产成本的降低。如新型抗菌材料尼龙66中掺加了一种特殊的纳米粘土复合材料，将纳米氧化锌用于包装材料的生产等，均可大幅度降低成本。（5）具有良好的生态性，能满足环保的要求。纳米材料可回收可生物降解等特性，减轻环境污染。迄今为止，在食品包装领域研究最多，应用最多的生物可降解纳米复合材料PLA,PBS,PHB和PCL。纳米包装材料的分类按结构分：按纳米材质分：纳米金属材料、纳米陶瓷材料、纳米半导体材料、纳米复合材料、纳米聚合材料等等。纳米包装材料三维纳米材料二维纳米材料一维纳米材料零维纳米材料纳米包装材料应用1）纳米抗菌材料2）纳米保鲜材料3）纳米高阻隔性材料4）抗紫外线包装5）纳米防伪包装材料6）纳米防静电包装材料7）智能型纳米包装材料1）纳米抗菌材料纳米抗菌材料是一类具备抑菌性能的新型材料，由于材料本身赋予了抗菌性，可以使微生物（包括细菌、真菌、酵母菌、藻类以及病毒等）的生长和繁殖保持在一个较低的水平。抗菌材料可分为有机抗菌材料和无机抗菌材料。有机抗菌材料因其安全性问题，在食品包装行业上的应用受到了限制，因此，目前制取抗菌材料主要是添加无机纳米材料的方法。如广谱抗菌剂的活性成分就是纳米银；如MOD系列纳米高性能无机抗菌剂就是以MOD活性基因及无机纳米银化合物为主要抗菌成分，以各种无机材料为载体而制成的无机抗菌粉体。添加纳米TiO2制成的包装材料可以防止紫外线引起的食品的自动氧化变质，保护维生素和芳香化合物不受破坏，使食品保持新鲜。例如:将表面共价接有杀菌活性官能团的纳米SiOx配制保鲜涂膜剂，对芒果进行常温保鲜试验，结果表明，经21d的常温储藏，芒果发病率下降90.38%，商品果率达92.31%。在保鲜包装材料中加入纳米银粉，可加速氧化果蔬食品释放出的乙烯，减少包装中乙烯含量，从而达到良好的保鲜效果。用作氧化催化剂的纳米微粒主要有Fe3O4、Fe2O3、Co3O4、NiO2以及Pt、Rh、Ag、Pd等…2)纳米保鲜材料纳米保鲜絮纳米保鲜膜3）纳米高阻隔性材料高阻隔性是食品包装的基本功能要素之一。食品包装阻隔性主要是指对氧气、二氧化碳等的气体及水蒸气阻隔性等。用于啤酒包装的PET是饮料包装的首选材料，表面涂覆技术是提高PET气体阻隔性的主要手段。其中，目前具有市场潜力的是等离子纳米涂覆技术。它不仅能使材料界面物理性得到显著的改善，还能确保材料不会受到不良影响。同时也具有操作简便、高效、安全无污染等优点，满足环保的要求。如法国SIDEL公司开发的无定形纳米碳涂覆技术（ACTIS）较普通PET瓶的隔氧化性能、CO的阻透性、防乙醛的渗入性等均有较大提高此外，还有钻石型纳米碳涂复工艺（DLC）、氧化硅纳米处理技术等，都具有较高的阻隔性，有效地延长了PET瓶装啤酒的货架期。4）抗紫外线包装采用添加有0.1%～0.5%的纳米TiO2制成的塑料薄膜来包装产品，既可以防止紫外线对产品的破坏，又可以使产品保质期更长。有些物质在纳米级时，不同物质可呈现出不同颜色，不同的粒度颜色也不同。纳米防伪包装技术的原理：是选择适当体积的纳米材料来呈现不同的颜色，如TiO2、SiO2纳米粒子呈现白色，Cr2O3呈绿色，Fe2O3呈褐色，这些物质对周围环境（温度、光、湿度等）敏感。当把具有这些特性的纳米粒子加入包装材料中，人们在选择商品时便可利用温度、光线等加以鉴别，从而达到防伪的目的。5）纳米防伪包装材料由于包装材料在运输过程中很容易因摩擦而产生静电，对产品也会造成严重的后果。因此，金属纳米、纳米掺锑二氧化锡微粒等材料的使用将赋予包装物具有消除静电的特殊功能，涂层的导电性能会得到明显地改善，可以使得包装物表面不再吸附灰尘，消除因摩擦而产生的静电现象。6）纳米防静电包装材料8）智能型纳米包装材料利用纳米技术可以制成指示食品品质的感应器，能检测出万亿分之几的物质，并且能激发包装物产生颜色反应，从而在食品开始受到污染或者变质时警告消费者。预防变质食品对人体的危害。纳米包装材料的安全性评价随着纳米材料在包装中的广泛应用，人们对纳米材料接触越来越多，但目前纳米包装食品的潜在安全性尚不清楚。---纳米食品的安全性主要集中在：①游离的纳米颗粒和纳米管可能会穿透细胞，产生毒性；②磁性纳米颗粒在血管内团聚，会导致心血管疾病的发生。③研究发现纳米粒子可以很容易的扩散到地下蓄水层，给地下水带来严重的污染，并且极难予以净化。这些性质在给食品包装材料带来某些特定性能的同时，也很可能对生物安全带来较大的负面影响。纳米食品的安全性目前还没有一个统一的判别标准，实验数据还很不完全。但作为食品必须保证其安全，世界大部分国家成立了纳米食品安全研究机构，调查纳米食品的安全性问题，制定纳米食品的安全标准，使纳米食品最终为人类服务。展望纳米食品的安全性虽受到质疑，但这并不影响纳米食品的研究与开发，随着新技术的开发应用，纳米污染的治理对策将不断出现。纳米科技的发展将给人类带来很多恩惠，食品纳米包装材料的开发也大大推动了食品工业的发展，但是在迅猛发展的纳米浪潮中，我们不能忽视任何事物都具有的两重性质。科学史上，我们人类发现放射性物质后，在很长的一段时期内，由于只重视了它的功能开发和使用，忽视了研究它可能对人体产生的潜在性危害作用，未采取必要的防护措施，导致了放射线物质的环境污染和人类健康损伤事件，甚至连放射线物质的发明人居里夫人也不幸死于过度接触放射线引起的白血病。因此，我们有必要对纳米材料通过食品对人类的潜在性影响问题给予足够的关注和探讨，为人类在食品工业中合理应用纳米材料提供科学依据。