- 问题所在：目前的食品包装通常使用塑料和有毒的全氟辛烷磺酸涂层，对环境和健康造成危害，而且难以回收利用或堆肥处理。
- 我们的想法：研究人员开发出一种无毒、经济实惠、基于氧化石墨烯的涂层，可使纸质包装防水防油，同时提高强度并保持可回收性和可堆肥性。
- 为何重要：这项创新提供了一种可扩展、可持续的有害材料替代品，使食品包装更安全、更坚固、更环保，从而满足日益增长的监管和消费者需求。
- 我们的团队：兼职教授 Timothy Wei
美国西北大学的研究人员开发出一种新型防水防油材料，它可以安全、可行地替代食品包装中的有害塑料以及有毒的全氟和多氟烷基物质（PFAS）。
这种材料由氧化石墨烯提炼而成，无毒、环保且价格低廉。当应用于纸质食品和饮料包装时，这种材料不仅能提供卓越的阻隔性能，还能显著增强产品的整体强度。这意味着脆弱的纸盘和湿漉漉的外卖容器将不复存在。使用后，经过这种材料处理的包装可以随时堆肥或回收，从而实现真正的可持续发展解决方案。
GO-Eco公司是Chang Robotics公司的子公司，也是西北大学Querrey InQbation实验室（The Q）的入驻初创企业，目前正在将这一正在申请专利的产品商业化。最近的独立第三方行业标准评估表明，与目前的商用解决方案相比，西北大学的材料显著提高了强度和阻隔性能。
共同开发该产品的 Timothy Wei 说：”这不仅是一项材料创新，更是一种市场就绪的解决方案。“我们很高兴能把 GO-Eco 从实验室带到工厂车间，其应用最终可能改变整个食品包装行业。
Wei 是美国西北大学工程学院机械工程兼职教授、Chang Robotics 公司首席科学家和内布拉斯加-林肯大学工程学院前院长。他与西北大学温伯格文理学院化学教授、氧化石墨烯专家 SonBinh Nguyen 共同开发了该产品。
这不仅是一项材料创新，也是一个市场就绪的解决方案。我们很高兴能将 GO-Eco 从实验室带到工厂车间，其应用最终将改变整个食品包装行业。
Timothy Wei 机械工程兼职教授
新解决方案的紧迫性显而易见。在对各种来源的数据进行分析后，GO-Eco 团队估计，仅美国每年就生产约 1400 万公吨的纸质食品包装和瓦楞纸板，年销售额超过 600 亿美元。这些产品通常涂有塑料、铝箔或全氟辛烷磺酸（PFAS），以达到防水防油的效果，尽管由于环境和健康风险，监管部门要求淘汰这些材料的压力越来越大。虽然存在一些生物基替代品，但由于成本高昂，在商业上并不可行。
这一全球性问题的潜在解决方案来自 Nguyen 和 Wei 实验室数十年的研究。Nguyen 的研究小组在氧化石墨烯的表征和制造方面发表了大量论文，而 Wei 则在先进制造和食品工业方面拥有深厚的专业知识。他们共同开发了一种新的专有工艺，利用氧化石墨烯（氧化的单原子厚碳原子片）的独特性能来提高纸张和纸板产品的阻隔性能。
在开发出这一工艺后，该团队在各种食品和饮料包装原型上对这种材料进行了严格测试，包括纸板箱、塑料农产品袋以及一次性餐具（如盘子、杯子和吸管）。在每种情况下，新材料都能使这些产品具有防水、防油和防油脂的性能，同时还能增强纸张基材的强度。Q》杂志、西北大学本科生研究办公室和西北大学校友会最初为这项研究提供了实习支持。
最近，GO-Eco 获得了一家大型全国性餐具制造商的资助，并得到了多个行业合作伙伴的积极参与，产品测试从 Q 实验室阶段推进到了西密歇根大学造纸试验工厂的全面行业标准评估阶段。这些测试证实，与市场上常用的产品相比，少量氧化石墨烯可将阻隔性能和纸张强度提高 30% 至 50%。而且成本与目前的商业阻隔产品相当。这些发现适用于从餐具等模塑纤维制品到瓦楞纸板包装等多种材料。
通过与西北大学的独家许可协议以及 The Q 的支持，GO-Eco 正在将这项科学成果转化为商业化技术。该团队正积极与几家公司讨论生产和试点测试事宜。GO-Eco 的下一步计划包括扩大生产规模、获得美国食品及药物管理局（FDA）的食品接触认证，以及对经过氧化石墨烯处理的纸张的可回收性和可堆肥性进行认证。该公司还计划对模塑纤维和传统纸张原型进行全面生产试验。
编者注：与氧化石墨烯技术相关的知识产权受西北大学与 Chang Robotics 及其附属公司之间的独家许可约束。Nguyen 和西北大学在 Chang Robotics 公司拥有经济利益（股权）。
本文来自Northwestern University，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
