Oto jadalny czujnik dla mrożonek. Zabezpiecza cię przed... sam wiesz czym
Nieostrożne przechowywanie i obchodzenie się z mrożonkami oznacza w "najlepszym" wypadku zmarnowanie żywności, w najgorszym ciężkie zatrucie pokarmowe. Naukowcy chcą przeciwdziałać temu zjawisku za pomocą jadalnych czujników, które wykryją zmiany temperatur mrożenia. Na pokładzie takiego czujnika znajduje się sól kuchenna, sok z czerwonej kapusty oraz pszczeli wosk.
Marnowanie żywności to problem, który dotyczy wszystkich współczesnych społeczeństw. Wśród jego przyczyn można wymienić m.in. nierozważne planowanie zakupów żywności, niezwracanie uwagi na daty przydatności do spożycia, czy niewłaściwe przechowywanie. W samej Unii Europejskiej rocznie marnuje się w ten sposób przynajmniej 88 milionów ton żywności. Badania prowadzone w naszym kraju natomiast wskazują, że w ciągu roku wyrzucamy do śmieci aż 4,8 milionów ton żywności.
Zjawiska tego nie da się co prawda całkowicie zlikwidować, ale można przynajmniej ograniczyć jego skalę. Jak? Jednym z wielu pomysłów jest stosowanie jadalnej elektroniki, która pozwoli kontrolować, czy mrożona żywność nadaje się jeszcze do spożycia.
Włoscy naukowcy opublikowali na łamach czasopisma ACS Sensors opis jadalnego czujnika, który jest w stanie ostrzec konsumenta przed spożyciem produktów, które zostały poprzednio rozmrożone i zamrożone, przez co utraciły swoją świeżość.
Opracowany przez naukowców czujnik zawiera w swoim wnętrzu m.in. sok z czerwonej kapusty, sól oraz pszczeli wosk. Dzięki wykorzystaniu tych naturalnych substancji jest on z jednej strony całkowicie bezpieczny dla człowieka, a z drugiej potrafi zmieniając kolor ostrzec o nieświeżości. Zaletą wynalazku jest możliwość regulowania jego pracy, w zależności od tego, w jakich warunkach chłodniczych ma być przechowywany dany produkt.
Jadalny czujnik ostrzeże cię przed popsutym jedzeniem
Naukowcy pracę zaczęli od skonstruowania prostego urządzenia, które generowało prąd elektryczny podczas rozmrażania. Głównym elementem owego urządzenia były elektrody magnezowe i elektrody złote, które zostały zanurzone w elektrolicie.
Eksperyment rozpoczął się z użyciem syntetycznego elektrolitu, a naukowcy testowali kolejne roztwory zdolne zastąpić sztuczny elektrolit - roztwory soli kuchennej oraz soli zawierających wapń. Badacze testowali również wykorzystanie owoców bogatych w elektrolity: jabłek, melonów i winogron.
Wraz z rozmrażaniem czujnika, uaktywniał się w nim przepływ prądu. Naukowcy byli w stanie "ustawić" początek przepływu prądu - temperaturę, w której czujnik zacznie zmieniać barwę w zakresie od -50 do 0 stopni Celsjusza. Temperatura "przepływu prądu" była zależna od ilości i rodzaju wykorzystanej soli.
Za zmianę barwy odpowiadały elektrody cynowe i złote oraz sok z czerwonej kapusty. Ostatni składnik odpowiadał za zmianę barwy: pod wpływem prądu sok zmieniał kolor z czerwono-fioletowego na niebieski.
Ostatnim krokiem było połączenie wszystkich komponentów w specjalnej formie stworzonej z pszczelego wosku, która oddzielała roztwory aktywowane temperaturą i roztwory stanowiące wskaźniki.
Jadalny czujnik w każdej paczce mrożonek?
Jak mówią naukowcy, skonstruowane przez nich urządzenie jest dowodem koncepcji, w której można stworzyć elektroniczny czujnik z jadalnych materiałów. Jednocześnie zastrzegają, że wymaga ona dalszego rozwoju, gdyż dalsza miniaturyzacja i poprawki konstrukcyjne mogą doprowadzić do stworzenia w pełni jadalnego czujnika - włącznie z elektrodami.
Czujnik ten może utorować drogę niedrogiej i bezpiecznej technologii, która będzie w dużym stopniu wykorzystywana w łańcuchach dostaw żywności i leków w warunkach chłodniczych, redukując odpady i poprawiając bezpieczeństwo. Przewidujemy, że czujnik mógłby być szczególnie przydatny w inteligentnych opakowaniach, które mogą dostarczyć dodatkowych informacji o produkcie, takich jak historia jego stanu przechowywania.
piszą włoscy naukowcy w podsumowaniu pracy
Jednocześnie nie jest to pierwsza próba stworzenia tego typu czujnika. W 2017 roku szwajcarskim naukowcom udało się skonstruować czujnik wykorzystujący technologię podobną do RFID. Dzieło szwajcarskich naukowców wykorzystywało dwutlenek krzemu, azotek krzemu oraz polimery ze skrobi kukurydzianej i ziemniaczanej.
Czujnik pozwalał na zdalne sprawdzanie temperatury, a po zjedzeniu naturalnie rozkładał się w organizmie. Choć projekt badaczy był imponujący, miał jedną zasadniczą wadę - wykorzystywał źródło zasilania, które nie było w żaden sposób biodegradowalne.
