/nginx/o/2017/08/09/6974449t1h893a.jpg)
Tartu ülikooli teadlased on löönud käed lähirikiide ühe suurema pakenditootjaga Estiko Plastar, et proovida koos leiutada nanotehnoloogilisi komponente sisaldav toidupakend, mis annaks tootjale või müüjale ise märku, kui õhk on selle vahelt sisemusse lipsanud.
Estiko Plastar toodab pakendite algmaterjaliks olevat kilet toiduainetööstuste jaoks – olgu selleks näiteks pipar või juust – kõik need tuleb pakendada hermeetiliselt ning peaaegu alati ka spetsiaalsesse gaasikeskkonda.
Nimelt pakendatakse reeglina toitu, millel on komme aja jooksul rikneda ja seetõttu on hädavajalik tekitada pakendisse hapnikuvaene keskkond – hapnik on tugev oksüdeerija ja lagundab toitu, samuti soodustab mikroobide elutegevust. Näiteks kaotab liha kiirelt kena värvuse. Tavaliselt on pakendi sisuks seega kas lihtsalt lämmastik või selle segu süsihappegaasiga.
«Probleem, mida me lahendama asusime, ongi see, kuidas garanteerida, et spetsiaalne gaasikeskkond, mis pakendisse sisse pandi, sellises koostises seal ka püsiks. Jõudsime kohe arusaamisele, et väga hea oleks omada mingisugust sensorit, mis ütleb, mis siin pakendis toimub – kas pakend on terve, » kirjeldas Postimehele ülesandepüstitust Tartu ülikoolis tegutsev materjalitehnoloog ja uurimisgrupi juht Sven Lange.
Võimalikke väljundeid oli töörühmale kaks – leiutada midagi sellist, et tarbija saaks poes veenduda, kas pakend on terve või mitte. Variant kaks: tootja või kaupleja teab seda infot varem või hiljem enne ostjale andmist. Valik langes selgelt viimasele variandile: nimelt pole tootja maailmas turunduslikult ja mainelistel põhjustel ka varem laialdaselt soovinud pakendit, mis lekkimise korral näiteks värvust muudaks ja toiduaine riknemisest enne säilivusaja lõppu teada annaks.
«Palju atraktiivsem oleks leiutis, kus toiduainetootja saaks enne väljastamist olla veendunud ja öelda, et pakend on kindel, sellel puuduvad pakendamisvead ja toidu säilivus on garanteeritud.» märkis Lange.
Nüüd on aga ettevõtte ja ülikooli koostöös valmimas uuendus, mille puhul võib uudset pakendit asuda nimetama auga nutikileks. Lühidalt kokku võttes on teadlased arendamas pulbrilist nanolisandit, mida tuleks kilele tootmise käigus väheses mahus lisada, et see hapnikumolekulidega kokkupuutudes ultraviolettkiirguse käes «oranžilt» helendama hakkaks.
«See, kui tugevalt ja pikalt lisand helendab, sõltub otseselt sellest, kui palju on tema ümber hapnikku – tema kiiratava luminestsentskiirguse omadused sõltuvad hapnikumolekulide osakaalust. Kui hapnik puudub, siis ei helendu ta üldse. See on kogu meie idee,» ütles teadlane.
Kasutatav titaanoksiidi pulber ise on odav ja ülilevinud, seda kasutatakse värvipigmendina näiteks hambapastades, kosmeetikas, värvides. See on inertne materjal. Tänu kasutusvaldkondadele leiab seda tõenäoliselt enamiku inimeste organismist ja samas pole vihjeid sellele, et see elusorganismidele halvasti mõjuks.
«Meie lahenduse realiseerumise korral suudavad toiduainete pakkimisseadmed juba liini peal ja mõne sekunditest mõõdetava reageerimisajaga öelda, kas pakendid hetkel peavad või mitte,» märkis teadlane. «See aine peakski olema võimalikult odav ja teda peaks kuluma võimalikult vähe, et teda oleks mõttekas sinna panna.»
Hetkel on teadlased oma tööga sealmaal, et testivad luminestsentsvalguse täpsemat heleduse intensiivsust ja muid omadusi lähtuvalt ümbritseva hapniku osarõhust. Materjali esimene prototüüp on valmis ja pandud laboritingimustes toodetud kile sisse. On selgunud, et kindlasti piisab ka alla üheprotsendisest pulbrisisaldusest kiles, et soovitud efekti saavutada. Lisada tuleb aga salajases koguses, veelgi enam salajasi ja kullast kallimaid muldmetalle, et pulber veelgi paremini tööle hakkaks.
«Aga me tahame, et ta helenduks veel rohkem, kui ta praegu teeb. Peame materjali tuunima, teda piltlikult öeldes veelgi enam «nanoks» tegema, et ta paremini tööle hakkaks,» kirjeldas Lange eesseisvaid töid.
Lõplikuks eesmärgiks on pakkuda võimalust toiduainetööstusele tõsta toodete kvaliteeti – garantiid, et nende pakendid on korras ja kindlad. Täna piirdub see pelgalt eeldusega ja jooksev kvaliteedikontroll pole tihti piisavalt kiire, et rikkeid pakkeliinil alati tuvastada.
Tartu ülikooli teadlaste rühma on kaasatud ka kaks doktoranti ning tulemusteni loodetakse jõuda ligemale kahe aasta pärast.