Presque tous ceux qui mangent de la restauration rapide sont familiers avec la frustration d'essayer d'extraire chaque goutte de ketchup des petits paquets qui accompagnent les frites.

Ce que la plupart des consommateurs ne réalisent pas, cependant, est que les aliments laissés dans des emballages en plastique ne sont pas simplement une nuisance. Il contribue également aux millions de livres d'aliments parfaitement comestibles que les Américains jettent chaque année. Ces petits, des quantités progressives d'aliments collants comme des condiments, les produits laitiers, breuvages, et certains produits carnés qui restent piégés dans leur emballage peuvent s'additionner à de grands nombres au fil du temps, même pour un seul ménage.

Une nouvelle recherche de Virginia Tech vise à réduire ce gaspillage – et la frustration des consommateurs – avec une nouvelle approche pour créer des emballages industriels super glissants. L'étude, qui a été publié dans Rapports scientifiques et a cédé un brevet provisoire, établit une méthode d'absorption d'huiles végétales chimiquement compatibles dans les surfaces des plastiques extrudés courants.

Non seulement la technique aidera les aliments collants à se libérer de leur emballage beaucoup plus facilement, mais pour la première fois, il peut également être appliqué à des plastiques bon marché et facilement disponibles tels que le polyéthylène et le polypropylène.

Ces polymères à base d'hydrocarbures représentent 55% de la demande totale de plastiques dans le monde aujourd'hui, ce qui signifie que les applications potentielles de la recherche vont bien au-delà des simples paquets de ketchup. Ils font également partie des plastiques les plus faciles à recycler.

« LIPS précédents, ou surfaces poreuses glissantes imprégnées de liquide, ont été fabriqués à partir de polymères à base de silicium ou de fluor, qui sont très chers, " a déclaré Ranit Mukherjee, doctorant au Département de génie biomédical et de mécanique du Collège d'ingénierie et auteur principal de l'étude. "Mais nous pouvons fabriquer nos SLIPS à partir de ces polymères à base d'hydrocarbures, qui sont largement applicables aux produits emballés de tous les jours.

Créé par des chercheurs de l'Université Harvard en 2011, Les SLIPS sont des surfaces poreuses ou des polymères absorbants qui peuvent contenir une huile chimiquement compatible à l'intérieur de leurs surfaces via le processus de mèche. Ces surfaces ne sont pas seulement très glissantes, mais ils sont aussi autonettoyants, auto-guérison, et plus durables que les surfaces superhydrophobes traditionnelles.

Pour que SLIPS retienne ces huiles, les surfaces doivent avoir une sorte de nano- ou micro-rugosité, qui maintient l'huile en place grâce à la tension superficielle. Cette rugosité peut être obtenue de deux manières :le matériau de surface est rendu rugueux avec un type de revêtement appliqué, ou le matériau de surface est constitué d'un polymère absorbant. Dans le dernier cas, la structure moléculaire du matériau lui-même présente la nano-rugosité nécessaire.

Les deux techniques ont récemment gagné du terrain auprès des startups et dans des applications commerciales limitées. Mais les SLIPS actuels qui utilisent des polymères absorbants à base de silicone et de fluor ne sont pas attrayants pour les applications industrielles en raison de leur coût élevé, tandis que la méthode d'ajout de rugosité aux surfaces peut également être un processus coûteux et compliqué.

"Nous avons eu deux grandes percées, " a déclaré Jonathan Boreyko, professeur adjoint de génie biomédical et de mécanique et co-auteur de l'étude. « Non seulement nous utilisons ces polymères à base d'hydrocarbures qui sont bon marché et très demandés, mais nous n'avons pas à ajouter de rugosité de surface, Soit. Nous avons en fait trouvé des huiles naturellement compatibles avec les plastiques, donc ces huiles s'infiltrent dans le plastique lui-même, pas dans une rugosité que nous devons appliquer."

En plus de minimiser le gaspillage alimentaire, Boreyko a cité d'autres avantages à la conception améliorée, y compris la sécurité et le confort des consommateurs.

"Nous n'ajoutons pas de nanoparticules mystérieuses à la surface de ces plastiques qui pourraient mettre les gens mal à l'aise, " a-t-il dit. " Nous utilisons des huiles naturelles comme l'huile de coton, il n'y a donc aucun problème de santé. Aucune recette sophistiquée n'est requise."

Bien que la méthode ait des implications évidentes pour l'emballage industriel des aliments et des produits, il pourrait également être largement utilisé dans l'industrie pharmaceutique. Les surfaces en plastique infusées d'huile sont naturellement anti-salissures, ce qui signifie qu'ils résistent à l'adhésion et à la croissance bactériennes.

Bien que la technique puisse sembler très high-tech, il trouve en fait ses racines dans la cruche, une plante carnivore qui attire les insectes au bord d'une cavité profonde remplie de nectar et d'enzymes digestives. Les feuilles qui forment la forme éponyme de la plante ont un anneau glissant, créé par un liquide sécrété, autour de la périphérie de la cavité. Lorsque les insectes se déplacent sur cet anneau glissant, ils glissent dans le ventre des plantes.

"Cette périphérie glissante sur la cruche a en fait inspiré notre produit SLIPS, " a déclaré Mukherjee.

L'innovation de l'usine de pichets - que les ingénieurs copient maintenant avec grand succès - est la combinaison d'un lubrifiant avec un certain type de rugosité de surface qui peut verrouiller ce lubrifiant en place de manière très stable avec une tension de surface.

"Nous prenons ce même concept, mais la rugosité que nous utilisons n'est qu'un attribut commun des plastiques de tous les jours, ce qui signifie une praticité maximale, " dit Boreyko.