Nanovlákna a bio-nanokompozitní filmy vytvořené z přírodních gum a sericinu a jejich využití pro balení potravin a vývoj ekologických produktů

Projekt je zaměřen na vývoj elektrospinových vláken a samonosných fólií na bázi rostlinných gum a nanokompozitových směsí hedvábného sericinu vytvářených pomocí technologie elektrospinningu nebo lití roztoků. Biologické zbytky rostlinných gum (třídy II a III, které nejsou využitelné v potravinářství), konkrétně gumy kondagogu (KG), gumy karaya (GK) či arabské gumy (GA) v kombinaci se sericinem (Se), který je na proteiny bohatý a biologicky odbouratelný odpad z průmyslových výrob zpracovávajících hedvábí, mohou být využity pro produkci elektrospinových vláken/fólií využitelných jako obaly potravin, sáčky a tašky, obvazy pro hojení ran a hygienické výrobky, jako např. ubrousky. Technická univerzita v Liberci (TUL) je průkopnickou institucí ve vývoji elektrospinningových zařízení a nanovláknové technologie. V bilaterálním česko-indickém kooperativním vědecko-výzkumném projektu bude spolupracovat se dvěma indickými instituty, a to s Katedrou biotechnologie Vel Tech University ve městě Chennai a National Institute of Technology (NIT) ve městě Rourkela. Pro splnění cíle projektu budou optimalizovány elektrospinningové charakteristiky (viskozita, vodivost, povrchové napětí, molekulová hmotnost, reologické chování, atd.) a procesní parametry směsí rostlinných gum kombinovaných s hedvábným sericinem s cílem vytvářet homogenní (nano)vlákna. Další zlepšení vlastností těchto folií lze dosáhnout přídavkem aditiv, jako jsou kovové nebo oxidické nanočástice, jíl, oxid grafenu nebo „zelená“ změkčovadla. Cílem změny těchto parametrů bude zlepšování funkčních vlastností (fyzikálně-chemických, mechanických a tepelných vlastností, hydrofobility/hydrofilie, vlastností povrchu, prostupnosti kyslíku a vodní páry, antibakteriálních vlastností, atd.) těchto fólií/vláken pro jejich různé aplikace. Součástí výzkumu bude vyhodnocování biodegradace podle mezinárodních standardních metod (ASTM) pro stanovení rozsahu biologické rozložitelnosti a recyklovatelnosti rostlinných gum/hedvábného sericinu a jejich kompozitních materiálů, a také antioxidačních a bariérových vlastnosti (vůči kyslíku i vodní páře), migrace baktérií při kontaktu s potravinami a antibakteriální účinnosti s ohledem na použití při vývoji obalů potravin, jednorázových sáčků nebo nádob a výrobků v oboru osobní hygieny (např. obvazy, proplachovatelné ubrousky a polštářky). Dále bude provedena kvantifikace environmentálních přínosů nově vyvinutých materiálů metodou analýzy životního cyklu (LCA). Tento projekt je velmi přínosný pro rozvojové země v oblasti „zeleného“ čili udržitelného rozvoje a pro rozvinuté země v oblasti ochrany životního prostředí na souši i v mořích. Předpokládá se, že tento projekt povede k vývoji biologicky rozložitelných, biokompatibilních a ekonomicky životaschopných produktů prakticky použitelných v potravinářství a v dalších oborech.