خطرات زیست محیطی ناشی از تولید و استفاده از مواد پلمیری، محققان را به جستجوی فناوری هایی نو برای تولید و استفاده از محصولات جدید سوق داده است.
مواد فعال مختلفی را می توان به مواد پلیمری اضافه کرد، از جمله موادی که باکتری ها را از بین می برند.
مواد آنتی باکتریال پلیمری از ترکیب پلیمر معمولی با افزودنی های ضدباکتریایی ایجاد می شوند که از رشد و تکثیر باکتری ها جلوگیری می کنند. چنین موادی دامنه کاربرد پلیمر را در صنعت بسته بندی افزایش می دهد.
بسته بندی محصولات غذایی یکی از مهمترین مراحل زنجیره تامین مواد غذایی است. مواد در اندازه نانو برای تولید بسته بندی مواد غذایی باعث عملکرد بهتر بسته بندی و ماندگاری بیشتر مواد غذایی می شود.
اکسید روی (ZnO) یک ترکیب معدنی است که به طور گسترده در بسیاری از کاربردها از جمله در صنایع دارویی، آرایشی، غذایی، لاستیک، مواد شیمیایی، نقاشی، کاشی و سرامیک ، شیشه و …. استفاده می شود.
ZnO در حال حاضر توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده به عنوان عنصری ایمن شناخته شده است.
نانو ذرات اکسید روی خواص ضد میکروبی و کاربردهای بالقوه ای در نگهداری مواد غذایی ارائه کرده اند.
این نانوذرات در ماتریس‌های پلیمری به منظور ایجاد فعالیت ضدمیکروبی برای مواد بسته‌بندی و بهبود برخی خواص بسته‌بندی گنجانده شده‌اند.
بسته‌بندی ضد میکروبی بسته‌بندی است که عوامل بیماری‌زا را مهار، غیرفعال یا از بین می‌برد و میکروارگانیسم‌های آلوده کننده مواد غذایی را فاسد می‌کند.
این بسته بندی ها به ویژه برای کنترل رشد میکروارگانیسم ها برای افزایش ماندگاری، حفظ کیفیت و بیمه ایمنی محصولات غذایی طراحی شده است.
عملکرد ضدمیکروبی را می توان با افزودن عوامل ضدمیکروبی به سیستم بسته بندی برای تماس غیرمستقیم با موادغذایی یا وارد کردن عامل ضدمیکروبی به پلیمرهای اقلام تماس با مواد غذایی به دست آورد.
به طور کلی، نانوذرات اکسید روی می‌توانند از تکثیر قارچ‌ها و رشد باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی جلوگیری کنند که این امر خطر آلودگی را کاهش می‌دهد و در نتیجه عمر مفید محصولات افزایش می یابد.
مواد بسته بندی ضدمیکروبی برای مهار و کنترل رشد میکروبی، حفظ رطوبت، اطمینان از ایمنی، مقاومت در برابر نفوذ مایع یا گاز، و کنترل ماندگاری استفاده می شود.
از آنجایی که اندازه ذرات تأثیر زیادی بر فعالیت عملکردی نانوذرات دارد، نانوذرات ZnO با اندازه ذرات کوچکتر، فعالیت ضد باکتریایی بهتری را در برابر استافیلوکوکوس اورئوس و E. coli نشان می‌دهند.
مطالعات نظری نشان داده است که ذرات کوچکتر باید سمیت بیشتری برای قارچ ها و باکتری ها داشته باشند.
با این حال، این سمیت را می توان به عوامل مختلف دیگری نیز نسبت داد، مانند مورفولوژی ذرات، شیمی سطح، غلظت میکروارگانیسم، و شدت نور.
یک نمایش شماتیک از تخریب باکتری توسط نانوذرات اکسید روی در شکل زیر نشان داده شده است.
