Auf der 241. nationalen Tagung und Ausstellung der American Chemical Society (ACS) in Anaheim, California, USA, haben Wissenschaftler ein neues Nano-Material auf der Basis von Ton vorgestellt. Es heisst Nano-Bricks (Nano-Bausteine) und ist eine transparente Beschichtung, die auf Kunststoff-Folien für Lebensmittelverpackungen aufgebracht wird. Dort sorgen die Nano-Bricks für eine höhere Leistungsfähigkeit und Dichtigkeit der Verpackung. Laut Prof. Jaime Grunlan ist die Beschichtung umweltfreundlich, hält verpackte Lebensmitteln und Getränken länger frisch und könnte einige Folienverpackungen ersetzen, die derzeit im Einsatz sind. Bei Getränken verlangsamt die neue Beschichtung, aufgebracht auf herkömmlichen Kunststoffflaschen, den Verlust von Kohlendioxid. Bei Lebensmittelverpackungen werden die Einsatzbereiche bei Verpackungen für Convenience-Produkte  "Meals Ready to Eat" (MRE) gesehen, denn die Beschichtung ist zum Heizen in der Mikrowelle geeignet. Der neue Beschichtung kombiniert Montmorillonit-Ton mit  polymeren Werkstoffen. Die Ton-Bestandteile dominieren, die Beschichtung besteht zu  fast 70 Prozent aus Ton. Die Schichtdicke ist kleiner als 100 Nanometer dick und dadurch völlig transparent.

Die Zusammenfassung des Vortrages von Prof. Grunlan von der Website der ACS:

High gas barrier polymer-clay nano brick wall thin films as foil replacement technology for food packaging

Prof. Jaime C. Grunlan. Department of Mechanical Engineering, Texas A&M University, College Station, TX, United States; Department of Chemical Engineering, Texas A&M University, College Station, TX, United States; Materials Science and Engineering Program, Texas A&M University, College Station, TX, United States

Thin films of sodium montmorillonite clay and weak polyelectrolytes were prepared, using the layer-by-layer (LbL) assembly process, by alternately dipping a PET substrate into four different dilute aqueous mixtures (polyethylenimine, poly(acrylic acid), polyethylenimine, and montmorrilonite clay). After depositing four of these quadlayers (QL), the resulting transparent film exhibits an oxygen transmission rate below the detection limit of commercial instrumentation (< 0.005 cm3/m2·day). This level of oxygen barrier, which is unprecedented for a clay-filled polymer composite, is believed to be due to a nano-brick wall microstructure comprised of completely exfoliated clay bricks in polymeric mortar and clay layer spacing on the order of tens of nanometers. This 4 QL film has a thickness of only 51 nm and an optical transparency of 95%. When multiplying OTR by film thickness to achieve oxygen permeability, we find that these films are a better barrier than SiOx and also rival metalized plastic film. These thin film composites could be a microwaveable foil replacement for a variety of food packaging applications. This same LbL process can be used to impart UV-resistance or antimicrobial behavior by placing the appropriate ingredients in water along with the barrier film ingredients.
Sunday, March 27, 2011 02:00 PM
Nanotechnology for Food and Agriculture (01:30 PM - 04:25 PM)
Location: Anaheim Marriott
Room: Orange County IV

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