国外研发食品气体传感器:可以检测食物是否变质

该食品气体传感器由英国伦敦帝国理工学院Firat Güder博士领导的一个团队开发,被称为“纸基电子气体传感器”,它们主要由易于获得的纤维素纸制成,其上印有微小导电碳墨电极,被研究人员设计成标签样式放在食品包装盒中。

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  传感器专家网6月10日报道,据外媒称,近日,国外科学家开发出一种食品气体传感器,可通过智能手机激活食品气体传感器,在食物实际开始“变质”时通知用户处理食物。

国外研发食品气体传感器:可以监测食物是否变质

食品气体传感器做成食品标签放入食品包装盒中,智能手机上的应用程序激活监测 资料图

  虽然食物的最佳食用期限标签(best-before dates)可能会阻止人们吃变质的食物,但它们也会导致人们丢弃真正美味的食物。据德媒近日报道,世界上近三分之一食物被扔进垃圾堆。德国人均每年扔掉55公斤水果、蔬菜、面包和肉类。这不仅是对食物的浪费,也对环境产生不利影响。被扔掉的食物中大约一半仍可食用。它们只是因为过期而被当作垃圾扔掉。因此研究人员现在开发出一种食品气体传感器,可帮助识别肉类和鱼类是否变质。

国外研发食品气体传感器:可以监测食物是否变质

食物浪费 资料图

  该食品气体传感器由英国伦敦帝国理工学院Firat Güder博士领导的一个团队开发,被称为“纸基电子气体传感器”,它们主要由易于获得的纤维素纸制成,其上印有微小导电碳墨电极,被研究人员设计成标签样式放在食品包装盒中。

  研究人员利用纤维素纸张的吸湿性制造出样品,“尽管纸张摸起来和看起来都是干燥的,但它始终是湿的。”在相对湿度50%情况下,水分约占纸张总重量的5%。

国外研发食品气体传感器:可以监测食物是否变质

食品气体传感器原理示意图 

  研究人员利用肉类或鱼肉变质时产生的氨和三甲胺属于水溶性气体的原理,通过检测纤维素纸张中水薄膜的导电率,得知是否有水溶性气体溶解在食品标签上。将食品气体传感器以标签形式添加到一次性NFC(近场通信)芯片然后集成到食品包装中,食品气体传感器的纸纤维吸收食物释放的水蒸气。如果周围环境中存在水溶性气体,纸张的导电性会增强,增加的程度取决于存在多少气体。

  随着电导增加,在电极之间传输到 NFC芯片的功率量减少,直到其达到芯片完全停止工作的阈值。当用户使用支持NFC的智能手机无线扫描/激活食品气体传感器时,应用程序会让他们知道芯片是否仍在工作,因此可以确定食物是否还可以食用。

  研究人员通过智能手机上的一款应用程序可以读取测量结果。该技术可通过电磁感应读取信息。当纸张中检测不到腐烂气体,肉类和鱼仍可食用时,研究人员的应用程序会自动弹出,而如果食物变质,则应用程序没有任何反应。

  研究人员说,在实验室对带有包装的鱼肉和鸡肉进行测试发现,该传感器的检测结果比现有技术更准确。而且该食品气体传感器可生物降解,无毒无害。因此它满足了以前尝试开发类似传感器时产生问题的若干关键点。

  并且,该食品传感器与其他实验性变质检测食品标签相比具有几个优势。这些包括它们在几乎100%的湿度下工作的事实,它们在室温下起作用(其他一些需要加热),并且它们仅对变质相关的气体起作用。

  它们也应该便宜且易于制造。“我们相信,通过使用现有的大批量印刷方法,如丝网印刷和卷对卷印刷,我们可以轻松扩展我们非常简单的技术,以大规模生产该传感器。”研究人员说道。

  研究人员目前计划进一步改进系统并将检测对象扩大至其他食品。大多数被丢掉的食品是水果和蔬菜,为检测果蔬状态,研究人员正在开发一种能够识别包装中单类气体和湿度变化的系统。

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