Quasi tutti coloro che mangiano fast food hanno familiarità con la frustrazione di cercare di spremere fino all'ultima goccia di ketchup dai piccoli pacchetti che accompagnano le patatine fritte.

Ciò che la maggior parte dei consumatori non si rende conto, però, è che il cibo lasciato negli imballaggi di plastica non è semplicemente un fastidio. Contribuisce anche ai milioni di chili di cibo perfettamente commestibile che gli americani buttano ogni anno. Questi piccoli, quantità incrementali di cibi appiccicosi come condimenti, latticini, le bevande, e alcuni prodotti a base di carne che rimangono intrappolati nella loro confezione possono sommarsi a grandi numeri nel tempo, anche per un solo nucleo familiare.

Una nuova ricerca di Virginia Tech mira a ridurre quegli sprechi - e la frustrazione dei consumatori - con un nuovo approccio alla creazione di imballaggi industriali super scivolosi. Lo studio, che è stato pubblicato in Rapporti scientifici e ha rilasciato un brevetto provvisorio, stabilisce un metodo per l'assorbimento degli oli vegetali chimicamente compatibili nelle superfici delle comuni plastiche estruse.

La tecnica non solo aiuterà gli alimenti appiccicosi a liberarsi dalla confezione molto più facilmente, ma per la prima volta, può essere applicato anche a plastiche economiche e facilmente reperibili come polietilene e polipropilene.

Questi polimeri a base di idrocarburi costituiscono oggi il 55% della domanda totale di materie plastiche nel mondo, il che significa che le potenziali applicazioni per la ricerca vanno ben oltre i semplici pacchetti di ketchup. Sono anche tra le plastiche più facili da riciclare.

"SLITTINI PRECEDENTI, o superfici porose infuse di liquido scivoloso, sono stati realizzati utilizzando polimeri a base di silicio o fluoro, che sono molto costosi, " disse Ranit Mukherjee, uno studente di dottorato presso il Dipartimento di Ingegneria Biomedica e Meccanica all'interno del College of Engineering e autore principale dello studio. "Ma possiamo realizzare i nostri SLIPS con questi polimeri a base di idrocarburi, che sono ampiamente applicabili ai prodotti confezionati di uso quotidiano."

Creato per la prima volta dai ricercatori dell'Università di Harvard nel 2011, Gli SLIP sono superfici porose o polimeri assorbenti che possono trattenere un olio chimicamente compatibile all'interno delle loro superfici tramite il processo di assorbimento. Queste superfici non sono solo molto scivolose, ma sono anche autopulenti, autoguarigione, e più resistente delle tradizionali superfici superidrofobiche.

Affinché gli SLIPS possano trattenere questi oli, le superfici devono avere una sorta di nano o micro rugosità, che mantiene l'olio in posizione per mezzo della tensione superficiale. Questa rugosità può essere ottenuta in due modi:il materiale superficiale viene irruvidito con un tipo di rivestimento applicato, oppure il materiale di superficie è costituito da un polimero assorbente. Nel secondo caso, la struttura molecolare del materiale stesso mostra la necessaria nano-rugosità.

Entrambe le tecniche hanno recentemente guadagnato terreno con le startup e in applicazioni commerciali limitate. Ma gli attuali SLIP che utilizzano polimeri assorbenti a base di silicone e fluoro non sono attraenti per le applicazioni industriali a causa del loro costo elevato, mentre anche il metodo per aggiungere rugosità alle superfici può essere un processo costoso e complicato.

"Abbiamo avuto due grandi scoperte, " ha detto Jonathan Boreyko, un assistente professore di ingegneria biomedica e meccanica e coautore dello studio. "Non solo stiamo usando questi polimeri a base di idrocarburi che sono economici e molto richiesti, ma non dobbiamo aggiungere alcuna rugosità superficiale, o. Abbiamo effettivamente trovato oli che sono naturalmente compatibili con le plastiche, quindi questi oli si diffondono nella plastica stessa, non in una ruvidità che dobbiamo applicare."

Oltre a ridurre al minimo gli sprechi alimentari, Boreyko ha citato altri vantaggi per il design migliorato, compresa la sicurezza e il comfort del consumatore.

"Non stiamo aggiungendo nanoparticelle misteriose alle superfici di queste plastiche che potrebbero mettere a disagio le persone, " ha detto. "Usiamo oli naturali come l'olio di semi di cotone, quindi non ci sono problemi di salute di sorta. Non è necessaria una ricetta fantasiosa."

Sebbene il metodo abbia ovvie implicazioni per il confezionamento di prodotti e alimenti industriali, potrebbe trovare largo impiego anche nell'industria farmaceutica. Le superfici in plastica infuse d'olio sono naturalmente antivegetative, il che significa che resistono all'adesione e alla crescita batterica.

Sebbene la tecnica possa sembrare molto high-tech, trova infatti le sue radici nella pianta carnivora, una pianta carnivora che attira gli insetti sul bordo di una profonda cavità piena di nettare ed enzimi digestivi. Le foglie che formano la forma omonima della pianta hanno un anello scivoloso, creato da un liquido secreto, intorno alla periferia della cavità. Quando gli insetti si muovono su questo anello scivoloso, scivolano nel ventre delle piante.

"Questa periferia scivolosa sulla pianta carnivora ha effettivamente ispirato il nostro prodotto SLIPS, " ha detto Mukherjee.

L'innovazione dell'impianto di brocca – che gli ingegneri stanno ora copiando con grande successo – è la combinazione di un lubrificante con un qualche tipo di rugosità superficiale che può bloccare quel lubrificante in posizione in modo molto stabile con la tensione superficiale.

"Stiamo prendendo lo stesso concetto, ma la ruvidità che usiamo è solo un attributo comune della plastica di tutti i giorni, che significa massima praticità, " disse Boreyko.