Навукоўцы распрацавалі недарагі датчык з выкарыстаннем тэхналогіі PEGS, які можна праверыць харчаванне свежасць і можа дапамагчы паменшыць страты з-за выкіду харчаванне заўчасна (выкідваючы ежу выключна таму, што яна блізкая да (або прайшла) дата выкарыстання, незалежна ад яе фактычнай свежасці). Датчыкі могуць быць убудаваны ў харчовую ўпакоўку або біркі.
Амаль 30 працэнтаў харчаванне які бяспечны для спажывання чалавекам, выкідваецца або проста выкідваецца кожны год. Сур'ёзны ўклад у гэты маштаб марнаванне ежы адбываецца праз выкідванне спажыўцоў або супермаркетаў, асабліва ў развітых краінах. харчаванне адходы становяцца глабальнай праблемай і маюць велізарныя наступствы для эканомікі і навакольнага асяроддзя.
Усё запакавана харчаванне прадаецца ў крамах і супермаркетах, мае этыкетку «тэрмін выкарыстання», якая паказвае дату, да якой ежа бяспечная і ядомая. Аднак эксперты кажуць, што гэтая дата, якую звычайна друкуе вытворца, з'яўляецца толькі прыблізнай, а не дакладным індыкатарам сапраўднай свежасці, паколькі іншыя фактары, напрыклад, умовы, у якіх захоўваецца ежа, таксама важныя. Адкідаючы харчаванне заўчасна на аснове «тэрміну выкарыстання» незалежна ад яго фактычнай свежасці спрыяе велізарнай колькасці харчовых адходаў кожны год.
Выкарыстанне датчыкаў з'яўляецца перспектыўнай альтэрнатывай «тэрміну прыдатнасці» вытворцы, паколькі гэтыя датчыкі могуць адсочваць стан упакаваных прадуктаў, якія хутка псуюцца, і перадаваць гэта карыстальніку ў рэжыме рэальнага часу. Было распрацавана мноства тыпаў сэнсарных тэхналогій; аднак яны яшчэ не інтэграваныя ў асноўную ўпакоўку харчовых прадуктаў з-за некалькіх прычын, такіх як камерцыйная нежыццяздольнасць, высокія выдаткі, складаны працэс вырабу і цяжкасці выкарыстання. Акрамя таго, гэтыя тэхналогіі былі несумяшчальныя з лічбавымі платформамі, таму карыстальнікі не могуць лёгка зразумець дадзеныя.
Новае даследаванне, апублікаванае 8 мая ў Датчыкі САУ апісвае адчувальны, экалагічна чысты, недарагі і гнуткі прататып PEGS (папяровы электрычны газавы датчык), які можа выяўляць газы псуты, такія як аміяк і трыметыламін, якія могуць растварацца ў вадзе. Датчык быў створаны шляхам друку вугальных электродаў на лёгкадаступнай цэлюлознай паперы з дапамогай простай шарыкавай ручкі і аўтаматызаванага плотара. Цэлюлозная папера, хоць і выглядае сухой, складаецца з вельмі гіграскапічных цэлюлозных валокнаў, якія ўтрымліваюць вільгаць, якая адсарбуецца на іх паверхні з вонкавага асяроддзя. Такім чынам, вільготныя хімічныя метады могуць быць выкарыстаны для вызначэння растваральных у вадзе газаў дзякуючы гэтай гіграскапічнасці і без дабаўлення вады ў падкладку. Электраправоднасць паперы можна вымераць з дапамогай двух вугальных (графітавых) электродаў, якія надрукаваны на паверхні паперы. Такім чынам, электрычныя ўласцівасці тонкай плёнкі вады можна лёгка даследаваць праз праводнасць. Калі любы вадараспушчальны газ прысутнічае ў непасрэдным асяроддзі, гэта прыводзіць да павелічэння іённай праводнасці паперы ў асноўным за кошт раз'яднання растваральнага ў вадзе газу (газаў) у тонкай плёнцы вады на паверхні паперы.
Даследчыкі пратэставалі тэхналогію PEGS на ўпакаваных харчовых прадуктах (мясных прадуктах - асабліва рыбе і курыцы) у лабараторыі для колькаснага кантролю свежасці. Вынікі паказалі, што датчык PEGS прадэманстраваў высокую адчувальнасць да растваральных у вадзе газаў, паколькі ён быў здольны хутка і дакладна выяўляць слядовыя колькасці газаў, якія выклікаюць псуту, у параўнанні з існуючымі датчыкамі. Выпрабоўванымі газамі былі вокіс вугляроду, дыяксід вугляроду, дыяксід серы, трыметыламін і аміяк з найбольшай адчувальнасцю да аміяку з-за таго, што ён добра раствараецца ў вадзе. PEGS паказаў павышаную прадукцыйнасць, лепшы час водгуку і больш высокую адчувальнасць. Таксама не спатрэбіўся дадатковы абаграванне або складанае выраб. Гэтыя вынікі былі пацверджаны з дапамогай устаноўленага мікрабіялагічнага тэставання, якое выкарыстоўвае бактэрыяльныя культуры. Такім чынам, PEGS падыходзіць у якасці індыкатара змены свежасці харчовых прадуктаў з-за мікробнага забруджвання ўпакаванага мяса. Акрамя таго, канструкцыя датчыка была аб'яднана з серыяй мікрачыпаў, званых тэгамі NFC (камунікацыя блізкага поля), якія дазваляюць здымаць паказанні на мабільных прыладах паблізу па бесправадной сувязі.
Унікальны датчык, апісаны ў бягучым даследаванні, з'яўляецца першым у гісторыі камерцыйна жыццяздольным, нетоксичным, экалагічна чыстым датчыкам, які можа быць выкарыстаны для праверкі свежасці харчовых прадуктаў шляхам праверкі іх адчувальнасці да газаў, якія ўдзельнічаюць у гніенні ежы. Важна тое, што ён недарагі, усяго ў долю кошту існуючых датчыкаў. PEGS добра працуе пры пакаёвай тэмпературы і нават пры 100-працэнтнай вільготнасці, спажываючы вельмі мала энергіі. Па словах аўтараў, PEGS можа быць даступны для інтэграцыі ў камерцыйную харчовую ўпакоўку вытворцамі і супермаркетамі ў бліжэйшыя 3 гады. Іх выкарыстанне таксама можа быць распаўсюджана на іншыя хімічныя і медыцынскія, сельскагаспадарчыя і экалагічныя прымянення.
***
{Вы можаце прачытаць арыгінальную даследчую працу, націснуўшы на спасылку DOI, прыведзены ніжэй у спісе цытуемых крыніц}
Крыніца (я)
Барандун Г і інш. 2019. Цэлюлозныя валокны дазваляюць практычна без затрат электрычнага зандзіравання растваральных у вадзе газаў. Датчыкі ACS. https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00555
