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연구논문

PVA /Tea Leaf–Derived Carbon Quantum Dots Nanocomposites for Enhanced Barrier and Antimicrobial Food Packaging Films

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  • 발행기관
    한국포장학회 바로가기
  • 간행물
    한국포장학회지 KCI 등재 바로가기
  • 통권
    Vol. 31 No. 3 (2025.12)바로가기
  • 페이지
    pp.195-201
  • 저자
    Mohammadreza Jozaghkar, Jamilur R. Ansari, Jongchul Seo
  • 언어
    영어(ENG)
  • URL
    https://www.earticle.net/Article/A477223

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원문정보

초록

영어
This study explores the multifunctional enhancement of polyvinyl alcohol (PVA) films through the incorporation of tea leaf–derived carbon quantum dots (CQDs) at loadings of 0.5, 1.0, 2.0, and 3.0 wt.%, focusing on structural, optical, mechanical, antimicrobial, and barrier properties. FTIR spectroscopy revealed strengthened hydrogen bonding and compatibility between PVA and CQDs, with broadened O-H stretching peaks indicating interactions with CQDs surface groups. XRD analysis showed preserved semi-crystalline PVA structure with increased crystallinity at higher CQDs loadings, suggesting uniform dispersion without phase separation. Photoluminescence spectra demonstrated strong blue emission from CQDs at 450 nm upon 360 nm excitation, attributed to quantum confinement and functional groups. Tensile testing indicated significant improvements in stress at break (from 25.01 MPa for pure PVA to 83.28 MPa at 3.0 wt.% CQDs) and Young's modulus (from 26.09 MPa to 115.84 MPa), highlighting reinforcement effects. Oxygen transmission rate decreased markedly from 6.32 cc/m²·day for pure PVA to 0.11 cc/m²·day at 3.0 wt.% CQDs. UV shielding was enhanced by the incorporation of CQDs, achieving complete UV-B blocking at 2.0 and 3.0 wt.% loadings and over 75% UV-A blocking at 3.0 wt.%, while maintaining visible transparency. Antibacterial disk diffusion assays exhibited concentration-dependent inhibition zones, maximizing at 3.0 wt.% CQDs, likely due to reactive oxygen species generation and electrostatic interactions.

목차

Abstract
Introduction
Experimental
1. Materials and Methods
Results and Discussion
1. Morphological Analysis of the synthesized CQDs
2. PL analysis of the synthesized CQDs
3. Structural Analysis of PVA/CQDs nanocomposite films
4. UV Vis Transmittance analysis of PVA/CQDs nanocomposite films
5. XRD analysis of PVA/CQDs nanocomposite films
6. UTM analysis of PVA/CQDs nanocomposite films
7. Oxygen barrier performance of PVA/CQDs nanocompositefilms
8. Antibacterial Performance
Conclusion
Acknowledgements
References

키워드

Tea leaves carbon quantum dots polyvinyl alcohol antimicrobial packaging oxygen barrier UV shielding

저자

  • Mohammadreza Jozaghkar [ Department of Packaging & Logistics, Yonsei University ]
  • Jamilur R. Ansari [ Department of Packaging & Logistics, Yonsei University ]
  • Jongchul Seo [ Department of Packaging & Logistics, Yonsei University ] Corresponding Author

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

간행물 정보

발행기관

  • 발행기관명
    한국포장학회 [Korea Society Of Packaging Science & Technology]
  • 설립연도
    1994
  • 분야
    공학>기타공학
  • 소개
    포장기술의 학문적인 발전을 도모하고 국내포장산업의 기술수준 제고를 위하여 선진포장기술 유입의 창구역할을 함

간행물

  • 간행물명
    한국포장학회지 [Journal of Korea Society of Packaging Science & Technology]
  • 간기
    연3회
  • pISSN
    1226-0207
  • 수록기간
    1994~2026
  • 등재여부
    KCI 등재
  • 십진분류
    KDC 530 DDC 620

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