Описание проекта
Целью проекта является разработка совершенной технологии получения новых упаковочных материалов из таких материалов, как полиэтилен, стекло, металл и бумага, обладающих антибактериальными свойствами, путем нанесения на внутреннюю поверхность упаковочных материалов титан-ванадиевых оксидных нанопокрытий методом атомно-слоевого осаждения.
Задачи по проекту:
1. Разработка оптимизированной технологии атомно-слоевого осаждения титан-ванадиевых оксидных нанопокрытий на упаковочные материалы из полиэтилена, стекла, металла (стали) и бумаги с использованием таких прекурсоров, как хлорид титана, оксотрихлорид ванадия и вода;
2. Исследование полученных образцов полученных упаковочных материалов с антибактериальным нанопокрытием физико-химическими методами анализа для определения успешности внедрения нанопокрытия на внутреннюю поверхность упаковок;
3. Определение антибактериальных свойств полученных упаковочных материалов с использованием микробиологических методов;
4. Создание и функциональные испытания экспериментальных образцов полиэтиленовой, стеклянной, металлической и бумажной упаковок с улучшенными антибактериальными свойствами.
Конечным продуктом после реализации проекта станет технология получения инновационных упаковочных материалов, обладающих улучшенными антибактериальными свойствами, с использованием метода атомно-слоевого осаждения. В качестве прототипа по итогам реализации проекта будут созданы упаковочные материалы из полиэтилена, стекла, металла (стали) и бумаги с антибактериальным титан-ванадиевым оксидным нанопокрытием толщиной в диапазоне от 5 до 30 нм. Температура процесса атомно-слоевого осаждения для получения нанопокрытий на упаковочных материалах из полиэтилена и бумаги составляет до 100С во избежание деградации этих материалов, а на упаковках из стекла и металла (стали) до 200С. Прекурсорами для нанесения антибактериальных титан-ванадиевых оксидных нанопокрытий на упаковочные материалы служат тетрахлорид титана, оксотрихлорид ванадия и вода. Для получения нанопокрытий будет использован подход суперциклов, где последовательно в реакционную камеру установки атомно-слоевого осаждения будут напускаться пары используемых реагентов в такой последовательности: тетрахлорид титана-вода-оксотрихлорид ванадия-вода. За один суперцикл к поверхности будет присоединяться 0.12 нм антибактериальной нанопленки, и, соответственно, количество проводимых суперциклов будет зависеть от требуемой толщины нанопокрытия. Перед началом атомно-слоевого осаждения титан-ванадиевых оксидных нанопленок на поверхность упаковочного материала будет наноситься затравочный слой оксида алюминия толщиной примерно 10 нм с использованием метода атомно-слоевого осаждения и таких прекурсоров, как триметилалюминий и вода, с целью улучшения степени адгезии антибактериальной титан-ванадиевой оксидной нанопленки к поверхности упаковочного материала.
К областям применения продукта проекта можно отнести следующие отрасли пищевой промышленности: мясная промышленность, рыбная промышленность, молочная промышленность, промышленность по производству блюд, готовых к потреблению, консервов, промышленность по производству кормов для животных. Также к областям применения относятся оборонная и косметическая промышленность для длительных перевозок и долговременных хранений на складах пищевых продуктов всех видов. Полученные упаковки с высокой антибактериальной эффективностью можно использовать и в косметический промышленности для уничтожения различного рода болезнетворных микроорганизмов, попадающих в косметические продукты.
Потенциальные потребители продукта - новых упаковочных материалов с антибактериальным титан-ванадиевым оксидным нанопокрытием включают в себя следующие категории:
1. Производители пищевых продуктов (Производители различных видов пищевых продуктов, таких как мясо, молочные продукты, консервы из фруктов и овощей, кондитерские изделия и т.д., которым требуется высококачественная упаковка для защиты и продления срока годности своей продукции);
2. Розничные торговые сети и супермаркеты (сети продовольственных магазинов заинтересованы в предложении своим клиентам продуктов с длительным сроком годности и гарантированной безопасностью);
3. Рестораны и кейтеринговые компании (заведения общественного питания нуждаются в упаковке, которая не только обеспечивает сохранность и безопасность продуктов, но и удобна для транспортировки и хранения);
4. Потребители конечных продуктов (конечные потребители, включая домохозяйства и отдельных покупателей, также являются потенциальными пользователями упаковки с антибактериальными свойствами);
5. Производители упаковочного оборудования (компании, специализирующиеся на производстве оборудования для упаковки, также могут быть заинтересованы в данном продукте как в инновационной упаковочной технологии).
