Գիտնականները մշակել են PEGS տեխնոլոգիայի օգտագործմամբ էժան սենսոր, որը կարող է փորձարկել սնունդ թարմություն և կարող է օգնել նվազեցնել թափոնների քանակը՝ թափվելու պատճառով սնունդ վաղաժամ (սննդամթերքի դեն նետում բացառապես այն պատճառով, որ այն մոտ է (կամ անցել է) օգտագործման ժամկետին, անկախ դրա իրական թարմությունից): Սենսորները կարող են ինտեգրվել սննդի փաթեթավորման կամ պիտակների մեջ:
Գրեթե 30 տոկոսը սնունդ որն անվտանգ է մարդկանց սպառման համար, ամեն տարի դեն են նետում կամ պարզապես դեն են նետում: Մեծ ներդրում այս զանգվածում սննդի վատնում սպառողի կամ սուպերմարկետների կողմից հատկապես զարգացած երկրներում դեն նետելու միջոցով է: սնունդ վատնումը դառնում է գլոբալ խնդիր և այն հսկայական հետևանքներ ունի տնտեսության և շրջակա միջավայրի վրա:
Բոլորը փաթեթավորված սնունդ Խանութներում և սուպերմարկետներում վաճառվում է «օգտագործման ամսաթիվը» պիտակը, որը նշում է այն ամսաթիվը, երբ սնունդն անվտանգ և ուտելի է օգտագործման համար: Այնուամենայնիվ, փորձագետներն ասում են, որ այս ամսաթիվը, որը սովորաբար տպագրվում է արտադրողի կողմից, պարզապես մոտավոր է և իրական թարմության ճշգրիտ ցուցանիշ չէ, քանի որ այլ գործոններ, օրինակ, սննդամթերքի պահպանման պայմանները նույնպես կարևոր են: Հեռացում սնունդ Վաղաժամկետ «օգտագործման ժամկետի» հիման վրա, անկախ դրա իրական թարմությունից, ամեն տարի նպաստում է սննդի հսկայական քանակի վատնմանը:
Սենսորների օգտագործումը խոստումնալից այլընտրանք է արտադրողի կողմից «օգտագործման ամսաթվին», քանի որ այս սենսորները կարող են հետևել փչացող փաթեթավորված մթերքների վիճակին և իրական ժամանակում փոխանցել այն օգտագործողին: Մշակվել են սենսորային տեխնոլոգիաների բազմաթիվ տեսակներ. Այնուամենայնիվ, դրանք դեռ չեն ինտեգրվել սննդամթերքի հիմնական փաթեթավորման մեջ մի քանի պատճառներով, ինչպիսիք են առևտրային անկայունությունը, բարձր ծախսերը, արտադրության բարդ գործընթացը և օգտագործման դժվարությունը: Բացի այդ, այս տեխնոլոգիաները անհամատեղելի են թվային հարթակների հետ, ուստի տվյալները չեն կարող հեշտությամբ ընկալվել օգտագործողի կողմից:
Նոր ուսումնասիրությունը հրապարակվել է մայիսի 8-ին ACS սենսորներ նկարագրում է PEGS-ի զգայուն, էկոլոգիապես մաքուր, էժան և ճկուն նախատիպը (թղթի վրա հիմնված էլեկտրական գազի սենսոր), որը կարող է հայտնաբերել փչացող գազեր, ինչպիսիք են ամոնիակը և տրիմեթիլամինը, որոնք կարող են լուծվել ջրում: Սենսորը ձևավորվել է ածխածնային էլեկտրոդներ տպելով հեշտությամբ հասանելի ցելյուլոզային թղթի վրա՝ օգտագործելով պարզ գնդիկավոր գրիչ և ավտոմատ կտրիչ պլոտեր: Ցելյուլոզային թուղթը, թեև չոր տեսք ունի, բաղկացած է բարձր հիգրոսկոպիկ ցելյուլոզային մանրաթելից, որը պարունակում է խոնավություն, որը արտաքին միջավայրից ներծծվում է դրանց մակերեսին: Այսպիսով, խոնավ քիմիական մեթոդները կարող են օգտագործվել ջրում լուծվող գազերի ընկալման համար՝ շնորհիվ այս հիգրոսկոպիկ հատկության և առանց ջրի ավելացման: Թղթի հաղորդունակությունը կարելի է չափել՝ օգտագործելով երկու ածխածնային (գրաֆիտ) էլեկտրոդներ, որոնք տպվում են թղթի մակերեսին: Այսպիսով, ջրի էլեկտրական հատկությունների բարակ թաղանթը հեշտությամբ կարելի է ստուգել հաղորդունակության միջոցով: Երբ ուղղակի շրջապատում առկա է ջրում լուծվող որևէ գազ, դա հանգեցնում է թղթի իոնային հաղորդունակության բարձրացմանը հիմնականում ջրի լուծվող գազ(ներ)ի տարանջատման պատճառով թղթի մակերեսի վրա ջրի բարակ թաղանթում:
Հետազոտողները լաբորատորիայում փորձարկել են PEGS տեխնոլոգիան փաթեթավորված մթերքների (մսամթերք, մասնավորապես՝ ձուկ և հավի) վրա՝ թարմությունը քանակապես վերահսկելու համար: Արդյունքները ցույց են տվել, որ PEGS սենսորը բարձր զգայունություն է ցուցաբերում ջրում լուծվող գազերի նկատմամբ, քանի որ այն կարողացել է արագ և ճշգրիտ հայտնաբերել փչացող գազերի հետքերը՝ համեմատած գոյություն ունեցող սենսորների հետ: Փորձարկված գազերն էին ածխածնի երկօքսիդը, ածխածնի երկօքսիդը, ծծմբի երկօքսիդը, տրիմեթիլամինը և ամոնիակը, որոնք ամենաբարձր զգայունությունն ունեն ամոնիակի նկատմամբ, քանի որ այն շատ լուծելի է ջրում: PEGS-ը ցույց տվեց ուժեղացված կատարում, ավելի լավ արձագանքման ժամանակ և ավելի բարձր զգայունություն: Բացի այդ, լրացուցիչ ջեռուցում կամ համալիր արտադրություն չի պահանջվել: Այս արդյունքները հաստատվել են՝ օգտագործելով հաստատված մանրէաբանական թեստավորում, որն օգտագործում է բակտերիալ մշակույթներ: Հետևաբար, PEGS-ը հարմար է որպես փաթեթավորված մսի մեջ մանրէաբանական աղտոտվածության պատճառով սննդի թարմության փոփոխության ցուցիչ: Ավելին, սենսորի դիզայնը զուգակցվել է մի շարք միկրոչիպերի հետ, որոնք կոչվում են NFC (մոտ դաշտային հաղորդակցություն) պիտակներ, որոնք հնարավորություն են տալիս ընթերցումներ կատարել մոտակա շարժական սարքերի վրա անլար եղանակով:
Ընթացիկ ուսումնասիրության մեջ նկարագրված եզակի սենսորը առաջին առևտրային առումով կենսունակ, ոչ թունավոր, էկոլոգիապես մաքուր սենսորն է, որը կարող է օգտագործվել սննդամթերքի թարմությունը ստուգելու համար՝ ազդելով սննդի քայքայման մեջ ներգրավված գազերի նկատմամբ դրանց զգայունության վրա: Կարևորն այն է, որ այն էժան է՝ առկա սենսորների արժեքի ընդամենը մի մասով: PEGS-ը լավ է աշխատում սենյակային ջերմաստիճանում և նույնիսկ 100 տոկոս խոնավ պայմաններում՝ միաժամանակ սպառելով շատ քիչ էներգիա: Հեղինակների կարծիքով, առաջիկա 3 տարում PEGS-ը կարող է հասանելի լինել սննդամթերքի կոմերցիոն փաթեթավորման մեջ ինտեգրվելու համար արտադրողների և սուպերմարկետների կողմից: Դրանց օգտագործումը կարող է տարածվել նաև քիմիական և բժշկական, գյուղատնտեսական և բնապահպանական այլ կիրառությունների վրա:
***
{Դուք կարող եք կարդալ հետազոտական հոդվածի բնօրինակը` սեղմելով ներքևում նշված DOI հղումը` մեջբերված աղբյուրների ցանկում:}
Աղբյուրը (ներ)
Barandun G et al. 2019. Ցելյուլոզային մանրաթելերը հնարավորություն են տալիս մոտ զրոյական ծախսերով ջրում լուծվող գազերի էլեկտրական զգայարաններին: ACS սենսորներ. https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00555
