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 概要：新的研究旨在通過一種制造超滑工業包裝的新方法來減少食物浪費和消費者的挫敗感。該研究建立了一種將化學相容的植物油芯吸到普通擠壓塑料表面的方法，就像那些用于番茄醬包裝和其他調味品的塑料制品一樣。

據報道，弗吉尼亞理工大學博士生Ranit Mukherjee觀察到一團番茄醬在超滑的塑料薄膜上移動時。Mukherjee是這項研究的第一作者，該研究提出了一種制造超滑工業包裝的新方法。圖片來源：弗吉尼亞理工大學

幾乎每個吃快餐的人都很熟悉那種試圖從薯條附帶的小包中擠出最后一滴番茄醬的沮喪感。

然而，大多數消費者沒有意識到的是，塑料包裝中留下的食物并不僅僅是一件麻煩事。它還為美國人每年扔掉的數百萬磅完全可食用食物做出了貢獻。這些小增量的粘性食品，如調味品，乳制品，飲料，以及一些殘留在包裝中的肉制品，隨著時間的推移會增加很多，即使對于一個家庭來說也是如此。

弗吉尼亞理工大學的新研究旨在通過一種制造超滑工業包裝的新方法來減少食物浪費以及消費者的挫敗感。

這項研究發表在“Scientific Reports”科學報告上，并獲得了一項臨時專利，該研究建立了一種將化學相容的植物油吸入普通擠壓塑料表面的方法。

該技術不僅可以更容易地幫助粘性食品從包裝中釋放出來，而且還可以首次應用于廉價且易于獲得的塑料，如聚乙烯和聚丙烯。

這些以烴類化合物為基礎的聚合物占當今世界塑料總需求量的55％，這意味著該研究的潛在應用范圍遠遠超出番茄醬包的范圍。它們也是最容易回收的塑料之一。

“以前的SLIPS,，或者是液體注入多孔的多孔表面，都是使用非常昂貴的硅基或氟基聚合物制成的。”工程學院生物醫學工程與力學系的一名博士生Ranit Mukherjee說。Ranit Mukherjee也是該研究的第一作者。“但我們可以用這些基于烴類化合物的聚合物制造出我們的SLIPS，這些聚合物廣泛適用于日常包裝產品。”

SLIPS由哈佛大學研究人員在2011年首次發明的，它是多孔表面或吸收性聚合物，可通過芯吸過程可在其表面內保持化學相容的油。這些表面不僅非常光滑，而且還具有自清潔，自我修復和比傳統超疏水表面更耐用等特點。

為了使SLIPS能夠容納這些油，表面必須具有某種納米或微觀粗糙度，通過表面張力使油保持在適當位置。這種粗糙度可以通過兩種方式實現：表面材料用一種涂覆的涂層粗糙化，或者表面材料由一種吸收性聚合物組成。在后一種情況下，材料自身的分子結構表現出必要的納米粗糙度。

這兩種技術最近都受到創業公司和有限商業應用的關注。但是，目前使用硅氧烷和氟基吸收性聚合物的SLIPS由于其高成本而對工業應用不具吸引力，而且在表面添加粗糙度的方法同樣是昂貴且復雜的過程。

“我們有兩個重大突破，”生物醫學工程和力學助理教授，研究報告的合著者Jonathan Boreyko說。“我們不僅使用這些價格低廉且需求量大的烴類聚合物，而且我們也不必添加任何表面粗糙度。實際上，我們發現了與塑料天然相容的油脂，因此這些油脂會在塑料本身中加入，而不是我們必須應用的粗糙度。”

除了最大程度的減少食物浪費外，Boreyko還提到改進設計的其他好處，包括消費者安全和舒適度。

他說：“我們不會在這些塑料表面添加任何神秘的納米顆粒，這會讓人感到不舒服。我們使用像棉籽油一樣的天然油，所以沒有任何健康問題。不需要花哨的食譜。”

雖然這種方法對工業食品和產品包裝具有明顯的影響，但它也可以在制藥工業中得到廣泛應用。注入油的塑料表面天然防污，這意味著它們可以抵抗細菌粘附和生長。

盡管這種技術聽起來非常高科技，但實際上它的根源在于豬籠草，豬籠草是一種食蟲植物，它將昆蟲吸引到充滿花蜜和消化酶的深腔邊緣。在腔的周圍形成由分泌液體產生的與植物同名形狀的光滑環葉子。當昆蟲移動到這個光滑的環上時，它們會滑入植物的腹部。

“在豬籠草上的這種光滑的外圍實際上激發了我們的SLIPS產品，” Mukherjee說。

“我們采用相同的概念，但我們使用的粗糙度只是日常塑料的一個常見屬性，這意味著最大的實用性，”Boreyko說。

這項研究是與Bemis North America的工業合作資助的。該研究的其他共同作者包括弗吉尼亞理工大學機械工程研究生Mohammad Habibi; Ziad Rashed，一個工程科學與力學2018年畢業于弗吉尼亞理工大學的本科生; 還有Bemis North America的Otacilio Berbert和Xiangke Shi。