Patent Adı: Faz Değişim Malzemesi İçeren Polimerik Bileşim
FMH Durumu: Türkiye ve Avrupa patent başvuruları
Teknoloji Alanı: Soğuk Zincir / Faz Değişim Malzemeleri / Polimerik Filmler / Termal Ambalaj Teknolojileri
TRL: 5
Faz değişim malzemelerini esnek polimerik filme entegre eden bu teknoloji, soğuk zincir ürünlerine doğrudan uygulanabilen ince bir termal ambalaj yapısı sunmaktadır. Harici buz aküsü, ped veya hacimli termal bileşenlere olan ihtiyacı azaltma potansiyeli taşıyan film, ürün geometrisine uyum sağlayarak soğukluğun korunmasına destek olur.
Teknolojiye Genel Bakış
Bu teknoloji, faz değişim malzemelerinin halloysit nanotüpler içerisinde taşındığı ve termoplastik bir polimer matrisine entegre edildiği fonksiyonel bir ambalaj malzemesidir. Faz değişim malzemeleri, katı-sıvı dönüşümü sırasında çevreden ısı absorbe ederek sıcaklık yükselişine karşı termal tampon görevi görür. Böylece ambalajın çevresindeki ürünlerin belirli bir süre daha düşük sıcaklıkta tutulmasına katkı sağlanır.
Halloysit nanotüpler faz değişim malzemeleri için nano ölçekli taşıyıcı görevi görmektedir. Bu yaklaşım, oda sıcaklığında sıvı halde bulunabilen bazı faz değişim malzemelerinin polimerik bir sisteme kontrollü biçimde dahil edilmesini kolaylaştırırken sızıntı riskinin azaltılmasına da katkı sağlar. Farklı erime sıcaklıklarına sahip faz değişim malzemelerinin kullanılmasıyla termal etkinin farklı sıcaklık aralıklarına göre tasarlanması mümkündür.
Polimerik bileşim esnek film formunda üretilebilir. Polietilen başta olmak üzere polipropilen, PET, poliamid, polistiren, PVC ve polikarbonat gibi farklı termoplastik polimerlerle uygulanabilen yapı, ürünün geometrisine uyum sağlayarak doğrudan ambalaj malzemesi olarak kullanılabilir. Faz değişim malzemesi yüklü halloysit nanotüpler filmin içerisinde dağıtılabilir veya film yüzeyine kaplama olarak uygulanabilir.
Halloysit nanotüpler aynı zamanda polimer içerisinde gaz moleküllerinin geçiş yolunu uzatan bir bariyer etkisi oluşturabilir. Bu yapı oksijen, karbondioksit, etilen, nem ve koku gibi bileşenlerin film içerisindeki geçişinin sınırlandırılmasına katkı sağlayarak ambalajın termal fonksiyonuna ek bir bariyer özelliği kazandırabilir.
Teknolojinin önemli farklılaştırıcı yönü, termal koruma işlevinin ayrı bir ped, buz aküsü veya rijit soğutma elemanı yerine doğrudan esnek ambalaj filmine kazandırılmasıdır. Gıda uygulamalarında yapılan çalışmalar, yaklaşık 15–20 mikron seviyesindeki ince polimerik filmlerle gerçekleştirilmiş olup malzemenin soğukluğu 30 dakikaya kadar muhafaza edebildiği gözlemlenmiştir. Esnek film yapısı, teknolojinin farklı ürün biçimlerine ve endüstriyel ambalajlama süreçlerine uyarlanmasına olanak sağlayabilir.
Problem / Pazar İhtiyacı
Gıda, ilaç, aşı ve benzeri sıcaklığa duyarlı ürünlerin taşınması sırasında soğuk zincirin korunması; ürün güvenliği, raf ömrü ve kalite açısından kritik öneme sahiptir. Geleneksel çözümler çoğunlukla buz aküleri, termal pedler, köpük veya karton esaslı yalıtım elemanları ve hacimli taşıma sistemlerine dayanır. Bu bileşenler ambalaj hacmini artırabilir ve farklı ürün geometrilerine uyarlanması zor olabilir.
Bu teknoloji termal koruma fonksiyonunu doğrudan esnek polimerik ambalaj yapısına entegre ederek daha kompakt ve ürüne uyarlanabilir bir çözüm sunmaktadır. Özellikle taşıma sırasında beklenmeyen sıcaklık artışları veya kısa süreli soğuk zincir kesintilerine karşı ek bir termal tampon oluşturma potansiyeline sahiptir.
Temel Avantajlar
- Termal koruma fonksiyonunun doğrudan esnek ambalaj filmine entegre edilmesi
- Harici ped, buz aküsü veya benzeri ek termal bileşenlere duyulan ihtiyacı azaltma potansiyeli
- Ürün şekline uyum sağlayabilen ince ve esnek film yapısı
- Faz değişim malzemelerinin halloysit nanotüpler içerisinde taşınması sayesinde kontrollü entegrasyon
- Farklı faz değişim sıcaklıklarına sahip malzemelerle hedef sıcaklık aralığına göre tasarlanabilme
- Polietilen ve diğer yaygın termoplastik polimer sistemleriyle uygulanabilme
- Nanotüp yapısının katkısıyla ilave gaz ve nem bariyeri potansiyeli
- Gıda uygulamalarındaki çalışmalar kapsamında soğukluğu 30 dakikaya kadar muhafaza edebilme
Uygulama Alanları
- Soğuk zincir gıda ambalajları
- İlaç ve aşı taşımacılığına yönelik termal ambalajlar
- Sıcaklığa duyarlı medikal ürünlerin taşınması ve depolanması
- Esnek termal ambalaj filmleri
- Streç film benzeri endüstriyel paketleme uygulamaları
- Rijit ambalaj yüzeylerine veya katmanları arasına uygulanabilen termal kaplamalar
İlgili Sektörler
- Gıda ve İçecek
- Soğuk Zincir Lojistiği
- İlaç ve Aşı Lojistiği
- Medikal Ürünler
- Ambalaj ve Polimer Endüstrisi
- İleri Malzemeler
Teknoloji Hazırlık Seviyesi ve Doğrulama
Teknoloji Hazırlık Seviyesi: TRL 5
Teknoloji üzerinde gıda soğuk zincir uygulamalarına yönelik laboratuvar çalışmaları gerçekleştirilmiş ve yaklaşık 15–20 mikron kalınlığındaki polimerik film yapıları değerlendirilmiştir. Çalışmalar, filmin soğukluğu 30 dakikaya kadar muhafaza edebildiğini göstermektedir. Ürünleştirme ve nihai uygulama doğrulama çalışmaları ise henüz tamamlanmamıştır.
Teknolojinin farklı soğuk zincir uygulamalarına uyarlanmasına yönelik prototip geliştirme çalışmaları devam etmektedir. Isı muhafazasına yönelik ayrı bir doğrulama çalışması gerçekleştirilmemiştir.
Fikri Mülkiyet
Avrupa Patent Yayını: EP4127048A1
Patent Adı: Faz Değişim Malzemesi İçeren Polimerik Bileşim
Rüçhan Tarihi: 26 Mart 2020
Avrupa Başvuru Tarihi: 25 Mart 2021
Avrupa Yayın Tarihi: 8 Şubat 2023
Başvuru Sahibi: Sabancı Üniversitesi
Koruma Kapsamı: Türkiye, Avrupa patent rotası
Ticarileşme Durumu
Teknoloji prototip aşamasındadır ve lisanslamaya açıktır.
İş Birliği Olanakları
- Lisanslama
- Bilimsel danışmanlık
- Ortak Ar-Ge ve birlikte geliştirme
- Endüstriyel doğrulama ve pilot uygulamalar
Potansiyel iş ortakları arasında esnek ambalaj ve polimer film üreticileri, gıda ambalajı şirketleri, soğuk zincir lojistik firmaları, ilaç ve aşı taşımacılığı çözümleri geliştiren kuruluşlar ile termal yönetim malzemeleri üzerinde çalışan üreticiler yer alabilir.
Malzemenin termal enerji yönetimi kabiliyeti; fonksiyonel tekstiller, elektronik ve veri merkezi termal yönetimi gibi farklı uygulama alanlarında gelecekte araştırılabilecek ek kullanım olanakları da sunmaktadır.
Buluşçular
Buluşçular: Hayriye Ünal, Cüneyt Erdinç Taş
İletişim
Bu teknolojiyle ilgili lisanslama, endüstriyel doğrulama, ortak Ar-Ge veya diğer iş birliği olanakları için Sabancı Üniversitesi Teknoloji Transfer Ofisi (SUATT) ile dpe.suatt@sabanciuniv.edu adresi üzerinden iletişime geçebilirsiniz.
