سنجش دما و تازگی غذا با فناوری جدید سازگار با محیط زیست

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از پایگاه خبری «فیز»، محیط زیست و ایمنی غذایی مسائلی جهانی در صنعت غذا هستند. بنا بر اعلام سازمان صلح سبز در سال ۲۰۲۱ حدود ۷۸ درصد ضایعات پلاستیکی خانگی ناشی از پلاستیک‌های بسته‌بندی مواد غذایی بوده است. از این رو، این مشکل زیست محیطی به علت استفاده زیاد از پلاستیک تشدید شده است.

شرکت‌های چندملیتی مانند «استارباکس»، «کوکاکولا» و «مک دونالدز» فنجان‌های زیست تخریب‌پذیر (biodegradable) مبتنی بر کاغذ معرفی کرده‌اند که به رشد فناوری‌های نوآورانه سازگار با محیط زیست منجر شده است. برای حل و فصل مشکلات پیچیده در صنعت غذایی، بسته‌های غذایی سازگار با محیط زیست و فناوری‌های نظارتی همزمان مورد نیاز است.

پیشرفت‌های اخیر در فناوری ذخیره‌سازی و نظارت بر مواد غذایی کاربردهای مختلف را در صنعت غذایی امکان پذیر ساخته است. اما برای بسیاری از پلتفرم‌های کنونی تشخیص وضعیت مواد غذایی، یک حسگر (سنسور) اضافی باید به ظرف نگهداری مواد غذایی متصل شود و این حسگر معمولا یک ماده غیرقابل تجریه است که از نظر سازگاری با محیط زیست هم مشکل دارد.

اکنون یک گروه تحقیقاتی به رهبری پروفسور «سیونگ هوان کو» از بخش مهندسی مکانیک دانشگاه ملی سئول، یک حسگر گرافنی تابش شده با پرتو لیزر را روی کارتن‌های شیر ساختند و یک پلتفرم برای سنجش تازگی مواد غذایی از طریق ردیابی گاز حاصل از غذا ابداع کردند. علاوه براین، یک حسگر گرافنی کاغذی القا شده با لیزر در پشت یک بارکد ساخته شد تا امکان نظارت هم زمان بر تازگی گوشت با تلفن همراه را فراهم سازد. همچنین این امکان وجود دارد که اطلاعات حرارتی غذا با ساخت یک حسگر روی یک لیوان کاغذی به همین شکل در اختیار کاربران قرار گیرد تا از این طریق دمای مایعات درون آن ردیابی و اندازه‌گیری شود.

این گروه تحقیقاتی تمرکز خود را بر گرافن القاشده با لیزر قرار داد. آنها یک فناوری برای سنتز گرافن از طریق واکنش‌ حرارتی با تابش لیزر روی بستر کاغذی سازگار با محیط زیست و مبتنی بر کربن‌ ابداع کردند و از این طریق پلتفرمی ایجاد شد که می‌تواند وضعیت غذا را به طور مداوم و همزمان ردیابی کند. گرافن القاشده با لیزر یکی از اشکال یا آلوترروپ‌های (allotropes) کربن مانند نانو لوله‌های کربنی است که جابجایی الکترونی بالایی دارد. 

بیشتر مواد غذایی اگر در دمای مناسب نگهداری نشوند، با رشد عوامل بیماریزا، گاز آزاد می کنند. به عبارت دیگر، کنترل مداوم دمای غذا مسئله مهمی است، زیرا دمای ذخیره سازی، وضعیت آینده غذا را تعیین می کند. علاوه بر این، از آنجا که بیشتر غذاها هنگام تجزیه شدن گاز تولید می کنند، با تشخیص گاز منتشر شده، می توان تازگی غذاها را مشخص کرد. یعنی با پی بردن به تازگی و دمای غذا می توان از وضعیت حال و آینده غذا اطلاعاتی کسب کرد. 

انتظار می‌رود پلتفرم سنجش دما و تازگی مواد غذایی در این مطالعه، مسائل زیست محیطی و ایمنی مواد غذایی را با ارایه اطلاعاتی از وضعیت غذا حل و فصل کند. 

کو گفت: انتظار می رود این دستاورد شناخت ارزشمندی در مورد توسعه فناوری هایی ارایه دهد که می تواند مسائل مربوط به محیط زیست و ایمنی صنایع غذایی را حل کند و فراتر از صنعت غذایی،در حوزه های مختلف صنعت به عنوان یک حسگر دما و گاز مبتنی بر مواد سازگار با محیط زیست و زیست تخریب‌پذیر کاربرد یابد.