无机金属氧化物的原子层沉积可以提高生物聚合物的阻隔性能

芬兰VTT技术研究中心正在探索提高生物基聚合物阻隔性能和改善干燥食品和药品泡罩包装的传统包装材料可回收性的涂料。该涂料特别适用于食品和药品包装，为制造完全可回收、薄、轻、气密的包装材料提供了一种新方法。使用原子层沉积（ALD）方法开发的涂层具有优异的抗气体渗透性，因此特别适用于食品和医药产品。
ALD(原子层沉积)技术是20世纪70年代在芬兰开发的，目前主要应用于微电子领域。ALD有利于包装材料的制造，比传统的屏障材料更薄，更轻，更密封。屏障材料具有防止分子穿透包装的能力，这在保护产品免受潮湿、干燥或氧化时非常重要。铝膜是影响可回收性的传统屏障材料。对于包装技术来说，这为生产使用更少原材料的完全可回收包装创造了机会。与目前的医用吸塑包装相比，铝的用量可以减少500- 1000倍。铝的使用影响包装的可回收性，其制造需要大量的能源。ALD涂层薄，共形和无针孔，它们密切遵循涂层材料的轮廓。它们的厚度可以调整到一个原子层的精度。由于薄膜的薄(约。 25 nanometres), the protective layer is bendable and flexible. Thin bio-based packaging materials produced using this technology have gas permeability properties similar to those of existing dry food packages and pharmaceutical blister packs. By using ALD coating, different functions can be integrated in the packaging material, such as properties which prevent water, oxygen, humidity, fats and aromas from permeating the packaging and protect the surface from stains and bacterial growth. ALD thus provides savings on raw material and transport costs, as the amount of packaging m aterial can be reduced. For example, chocolate wrappers can now be made without the aluminium-coated paper, if the carton wrap is treated with the ALD coating method. Other thin film methods can also produce thin coatings; however, their gas permeability is higher and the material is stiffer and breaks easily. With these competing methods, comparable gas permeation resistance is possible only if thicker films are used. The ALD technology can improve the humidity tolerance and performance of bio-polymers, reducing the need for oil-based plastics.
ALD反应器是20世纪70年代在芬兰开发的一种薄膜化学成分测定装置。它可以产生一个原子层精度的薄膜。氧化铝涂层的基本材料通常是三甲基铝和水。迄今为止，该方法已被用作半导体工业技术产品制造过程的一部分。该涂料已用于生物基基材，如半纤维素涂层板、聚乳酸和纳米纤维素薄膜。与铝不同，形成的屏障涂层不会与食品或药物直接接触，而是作为多层结构中的另一层。