Un mic senzor de pH ar putea arăta cât de proaspete sunt alimentele ambalate

Uitați de data de expirare de pe ambalaje! Un absolvent de la Southern Methodist University (SMU, din SUA) a dezvoltat un mic senzor de pH care vă poate spune în timp real dacă mâncarea este alterată.

Acest mic senzor de pH are doar 2 milimetri lungime și 10 milimetri lățime, ceea ce face posibilă încorporarea lui în metodele actuale de ambalare a alimentelor, de exemplu, în ambalajele de plastic.

Industriile folosesc de obicei senzori mult mai voluminoși pentru a măsura nivelurile de pH, senzori care nu pot fi incluși în fiecare pachet de alimente pentru a le monitoriza prospețimea în timp real.

Un mic senzor de pH ar putea elimina data de expirare de pe ambalaje

„Senzorii de pH pe care i-am dezvoltat funcționează ca un mic dispozitiv de identificare prin radiofrecvență fără fir, asemănător cu ceea ce găsiți în eticheta de bagaj după ce a fost verificat în aeroporturi. De fiecare dată când un pachet de alimente dotat cu dispozitivul nostru trece de un punct de control, cum ar fi centrele logistice de expediere, porturile, porțile sau intrările în supermarketuri, alimentele ar putea fi scanate și datele ar putea fi trimise înapoi la un server care urmărește nivelurile pH-ului lor”, a spus doctoranda Khengdauliu Chawang, de la Lyle School of Engineering din cadrul SMU și principala creatoare a dispozitivului.

„O astfel de configurație ar permite monitorizarea continuă a pH-ului și ar detecta cu precizie limitele de prospețime de-a lungul întregii călătorii, de la ferme la casele consumatorilor”, spune ea.

Aproximativ 1,3 miliarde de tone de alimente produse în întreaga lume rămân neconsumate în fiecare an, potrivit Organizației pentru Alimentație și Agricultură din cadrul ONU. Aproape 40% dintre alimente, aproximativ 130 de miliarde de mese, sunt risipite în Statele Unite, conform estimărilor Feeding America.

De ce a fost creat dispozitivul?

Crearea dispozitivului a fost personală pentru Chawang, absolventă de inginerie electrică și informatică originară din Nagaland, o regiune îndepărtată din India, unde populația se bazează în mare măsură pe culturile agricole.

„Risipirea alimentelor în Nagaland înseamnă copii subnutriți și muncă suplimentară pe teren pentru persoanele în vârstă pentru a compensa pierderea”, a spus Chawang.

„Nevoia de a preveni risipa de alimente m-a motivat să mă gândesc la un dispozitiv care nu este costisitor sau care nu necesită multă forță de muncă pentru a fi dezvoltat, este de unică folosință și poate detecta nivelurile de prospețime”, a continuat ea, potrivit Tech Xplore.

Risipa alimentară nu contribuie doar la insecuritatea alimentară și la pierderea de profituri pentru producătorii de alimente, dar este dăunătoare și pentru mediu. Transportul tuturor acestor alimente neconsumate în SUA produce aproximativ aceeași cantitate de emisii de dioxid de carbon în atmosferă ca 42 de centrale electrice pe cărbune, a raportat Agenția de Mediu din SUA în 2021.

Concursul Big Ideas al Institute of Electrical and Electronics Engineer (IEEE) de la IEEE Sensors Conference din 2022 a onorat-o pe Chawang cu „Cea mai bună propunere de afaceri deținute de femei” pentru invenția sa, pe care a construit-o cu sprijinul lui J.-C. Chiao, profesor la Electrical and Computer Engineering Department din cadrul Lyle School.

Cum funcționează acest mic senzor de pH?

Nivelul de prospețime al alimentelor este direct corelat cu nivelurile de pH, a explicat Chawang. De exemplu, alimentele cu un nivel de pH mai mare decât intervalul normal indică alimente stricate, deoarece ciupercile și bacteriile se dezvoltă în medii cu pH ridicat. Deci, schimbările bruște ale pH-ului în depozitarea alimentelor în timpul producției și transportului pot indica o posibilă alterare a alimentelor.

Nivelul pH-ului este măsurat prin concentrația de ioni de hidrogen găsiți într-o substanță sau soluție.

Deoarece ionii de hidrogen sunt molecule încărcate electric, electrozii din senzorul de pH al lui Chawang pot detecta sarcina electrică generată de concentrația ionilor de hidrogen din alimente, transformând nivelul în valori ale pH-ului folosind ceea ce este cunoscut sub numele de ecuația Nernst.

Acest mic senzor de pH a fost testat cu succes pe produse alimentare precum pește, fructe, lapte și miere, a spus Chawang. Și mai multe teste urmează să fie făcute.

Un senzor de unică folosință

Senzorul este realizat cu o cantitate foarte mică de materiale biocompatibile și utilizează tehnologii de imprimare pe folii flexibile.

„Întregul proces este similar cu tipărirea ziarelor. Procesarea nu necesită echipamente scumpe sau mediu de cameră curată pentru semiconductori. Astfel, costurile sunt mici și fac senzorul de unică folosință”, a spus profesorul Chiao.

Chiao și absolventa Chawang investighează dacă dispozitivul cu electrozi pe care l-au dezvoltat pentru monitorizarea alimentelor ar putea fi folosit și pentru a asigura o fermentație fiabilă pentru brânză și vin. În plus, aceeași tehnologie ar putea avea potențiale aplicații în detectarea semnelor de avertizare timpurie de sepsis sau infecție a rănilor atunci când este utilizată pe piele, a spus Chawang.

Vă recomandăm să citiți și:

De ce știința nu a reușit nici până astăzi să creeze o inimă artificială?

Tu știi cât de sigure sunt materialele tigăilor? Un expert spune la ce trebuie să fim atenți

Șoarecii preferă să se împerecheze, în loc să mănânce, iar cercetătorii au înțeles de ce

Consumul frecvent de marijuana, asociat cu cea mai comună formă de boală cardiacă