慧正資訊，美国西北大学的研究人员开发出一种新型防水防油材料，有望成为食品包装中有害塑料和有毒全氟及多氟烷基物质（PFAS）的安全、可行的替代品。

安全的石墨烯氧化物溶液

該材料源自石墨烯氧化物，無毒、環保且價格實惠。

当应用于纸质食品和饮料包装时，该材料不仅能提供卓越的阻隔性能，还能显著增强産品的整体强度。这可能意味着脆弱的纸盘和湿透的外卖容器的终结。使用后，经过该材料处理的包装可以轻松堆肥或回收——形成一个真正可持续的解决方案的闭环。

GO-Eco（畅机器人公司（Chang Robotics）的子公司，也是西北大学奎雷孵化实验室（The Q）的常驻初创公司）正在将这项专利申请中的産品商业化。

近期的獨立第三方行業標准評估表明，與當前市售解決方案相比，西北大學的材料顯著提高了強度和阻隔性能。

食品包裝領域的變革

Timothy Wei是西北大学麦考密克工程学院的机械工程兼职教授、畅机器人公司的首席科学家，也是内布拉斯加大学林肯分校的前任工程学院院长。他与石墨烯氧化物專家、西北大学温伯格文理学院化学教授SonBinh Nguyen共同开发了该産品。

“这不仅仅是一项材料创新；更是一种可投入市场的解决方案，”该産品的共同开发者Timothy Wei说。“我们非常高兴能将GO-Eco从实验室推向工厂车间，其应用最终可能改变整个食品包装行业。”

對新解決方案的迫切需求是顯而易見的。在分析了來自不同來源的數據後，GO-Eco團隊估計，僅美國每年就生産約1400萬公噸的紙質食品包裝和瓦楞紙板，年銷售額超過600億美元。

尽管由于环境和健康风险，消除这些材料的监管压力越来越大，但这些産品通常涂有塑料、金属箔或PFAS以实现防水和防油性。虽然存在一些生物基替代品，但其高昂的成本使其在商业上不可行。

提升紙張和紙板的阻隔性能

这个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的研究小组发表了大量关于石墨烯氧化物表征和制造的论文，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利工艺，该工艺利用石墨烯氧化物（氧化的单原子厚碳原子片）的独特性质来增强纸张和纸板産品的阻隔性能。

在开发出该工艺后，团队在多种食品和饮料包装原型上严格测试了该材料，包括纸板箱、塑料农産品袋以及一次性餐具（如盘子、杯子和吸管）。

在每种情况下，这种新材料都使这些産品具有防水、防油和防油脂的能力，同时增强了纸质基材的强度。西北大学的奎雷孵化实验室（The Q）、本科生研究办公室和西北大学女校友会最初通过提供实习支持协助了这项研究。

産品测试

在获得一家大型全国性餐具制造商的最新资助以及多家行业合作伙伴的积极参与下，GO-Eco已将産品测试从The Q的实验室阶段推进到西密歇根大学造纸中试工厂的全面行业标准评估。

这些测试证实，与市场上常用的産品相比，应用少量石墨烯氧化物可将阻隔性能和纸张强度提高30%至50%。而其成本与当前市售的阻隔産品相比仍然相当。这些发现适用于广泛的材料——从模塑纤维制品（如餐具）到瓦楞纸板包装。

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。该团队正在积极与几家公司讨论生产和中试测试。

GO-Eco的下一步計劃包括擴大生産規模、尋求FDA（美國食品藥品監督管理局）的食品接觸批准，以及認證經石墨烯氧化物處理的紙張的可回收性和可堆肥性。該公司還計劃爲模塑纖維和傳統紙片原型進行全面的生産試驗。