Naudodami PEGS technologiją mokslininkai sukūrė nebrangų jutiklį, kuris gali išbandyti Maistas šviežumo ir gali padėti sumažinti atliekų išmetimą Maistas per anksti (maisto išmetimas vien dėl to, kad pasibaigė tinkamumo vartoti terminas (arba pasibaigė), neatsižvelgiant į faktinį jo šviežumą). Jutikliai gali būti integruoti į maisto pakuotes arba etiketes.
Beveik 30 proc Maistas kuris yra saugus vartoti žmonėms, kasmet išmetamas arba tiesiog išmetamas. Didelis indėlis į šį masinį maisto švaistymas išmetimo atlieka vartotojas arba prekybos centrai, ypač išsivysčiusiose šalyse. maistas švaistymas tampa pasauline problema ir turi didžiulį poveikį ekonomikai ir aplinkai.
Viskas supakuota Maistas Parduotuvėse ir prekybos centruose parduodami produktai turi etiketę „Sunaudojimo data“, kuri nurodo datą, iki kada maistas yra saugus ir tinkamas vartoti. Tačiau ekspertai teigia, kad ši data, kurią dažniausiai spausdina gamintojas, yra tik apytikslis, o ne tikslus tikrojo šviežumo rodiklis, nes svarbūs ir kiti veiksniai, pavyzdžiui, maisto laikymo sąlygos. Išmetimas Maistas per anksti, remiantis tinkamumo vartoti terminu, neatsižvelgiant į jo faktinį šviežumą, kasmet iššvaistoma daugybė maisto produktų.
Jutiklių naudojimas yra daug žadanti alternatyva gamintojo nurodytai „naudojimo datai“, nes šie jutikliai gali sekti greitai gendančių supakuotų maisto produktų būklę ir perduoti ją vartotojui realiu laiku. Sukurta daug tipų jutiklių technologijų; tačiau jie dar nebuvo integruoti į pagrindines maisto pakuotes dėl kelių priežasčių, tokių kaip komercinis neperspektyvumas, didelės sąnaudos, sudėtingas gamybos procesas ir naudojimo sunkumai. Be to, šios technologijos buvo nesuderinamos su skaitmeninėmis platformomis, todėl vartotojas negali lengvai suprasti duomenų.
Naujas tyrimas, paskelbtas gegužės 8 d ACS jutikliai aprašomas jautrus, ekologiškas, nebrangus ir lankstus PEGS (popierinis elektrinis dujų jutiklis) prototipas, galintis aptikti sugendančias dujas, tokias kaip amoniakas ir trimetilaminas, kurios gali ištirpti vandenyje. Jutiklis buvo sukurtas atspausdinus anglies elektrodus ant lengvai prieinamo celiuliozinio popieriaus, naudojant paprastą tušinuką ir automatinį pjaustytuvą. Celiuliozinis popierius, nors ir atrodo sausas, susideda iš labai higroskopiškų celiuliozės pluoštų, kuriuose yra drėgmės, kuri nuo išorinės aplinkos adsorbuojasi ant jų paviršiaus. Taigi šlapius cheminius metodus galima naudoti vandenyje tirpioms dujoms aptikti dėl šios higroskopinės savybės ir nepridedant vandens į substratą. Popieriaus laidumą galima išmatuoti naudojant du anglies (grafito) elektrodus, kurie yra atspausdinti ant popieriaus paviršiaus. Taigi ploną vandens elektrinių savybių plėvelę galima lengvai ištirti laidumo būdu. Kai bet kokios vandenyje tirpios dujos yra tiesioginėje aplinkoje, tai padidina popieriaus joninį laidumą daugiausia dėl vandenyje tirpių dujų (-ių) atsiskyrimo plonoje vandens plėvelėje ant popieriaus paviršiaus.
Tyrėjai išbandė PEGS technologiją supakuotiems maisto produktams (mėsos produktams, ypač žuviai ir vištienai) laboratorijoje, siekdami kiekybiškai stebėti šviežumą. Rezultatai parodė, kad PEGS jutiklis pasižymi dideliu jautrumu vandenyje tirpioms dujoms, nes galėjo greitai ir tiksliai aptikti sugadintų dujų pėdsakus, palyginti su esamais jutikliais. Išbandytos dujos buvo anglies monoksidas, anglies dioksidas, sieros dioksidas, trimetilaminas ir amoniakas, kurių jautrumas amoniakui buvo didžiausias, nes jis gerai tirpsta vandenyje. PEGS parodė didesnį našumą, geresnį atsako laiką ir didesnį jautrumą. Be to, nereikėjo papildomo šildymo ar sudėtingos gamybos. Šie rezultatai buvo patvirtinti naudojant nustatytus mikrobiologinius tyrimus, kuriuose naudojamos bakterijų kultūros. Todėl PEGS tinka kaip maisto šviežumo kitimo indikatorius dėl supakuotos mėsos mikrobinės taršos. Be to, jutiklio konstrukcija buvo sujungta su mikroschemų, vadinamų NFC (artimojo lauko ryšio) žymomis, serija, kad būtų galima belaidžiu būdu užfiksuoti rodmenis netoliese esančiuose mobiliuosiuose įrenginiuose.
Šiame tyrime aprašytas unikalus jutiklis yra pirmasis komerciškai perspektyvus, netoksiškas, aplinkai nekenksmingas jutiklis, kuris gali būti naudojamas maisto produktų šviežumui patikrinti, paliečiant jų jautrumą dujoms, susijusioms su maisto skilimu. Svarbu tai, kad jis yra nebrangus ir sudaro tik dalį esamų jutiklių kainos. PEGS gerai veikia kambario temperatūroje ir net 100 procentų drėgnoje aplinkoje, o sunaudoja labai mažai energijos. Pasak autorių, gamintojai ir prekybos centrai PEGS galės integruoti į komercines maisto pakuotes per ateinančius 3 metus. Jie taip pat galėtų būti naudojami kitoms chemijos ir medicinos, ūkininkavimo ir aplinkosaugos reikmėms.
***
{Galite perskaityti pradinį tyrimo dokumentą spustelėję toliau pateiktą DOI nuorodą cituojamų šaltinių sąraše}
Šaltiniai)
Barandun G ir kt. 2019 m. Celiuliozės pluoštai leidžia beveik nebrangiai aptikti vandenyje tirpias dujas. ACS jutikliai. https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00555
