這個可以幫助食品保鮮的「黑科技」,竟然是可以吃的溫度感測器
確保食物運輸途中的新鮮,並不是一件容易的事,其困難程度可能超出你的想像。
為了保鮮食物需要人工實時監測溫度,其工作量巨大。為了幫助人們節省時間和人力,名叫 Giovanni Salvatore 的研究員使用能夠安全食用的材料(生物可降解的材料),研發出一種非常細小的溫度感測器,可以貼在食物表面。
它是食物的「命運共同體」 :食品出廠時它就存在,並且可以食用。
Salvatore 及其團隊將這項研究成果發表在了《高級功能材料》(Advanced Functional Materials)雜誌上。這個感測器只有16微米厚,約等於人類一根頭髮的 1/6 。長度只有幾毫米,重量不到1毫克。另外該團隊稱,它是由鎂、二氧化硅和氮化物構成的,鎂是「我們日常飲食中的重要元素」,而二氧化硅和氮化物可以溶於水。
因此,即便你吃了感測器也沒關係,過不了多久它就會在你的體內降解。
該感測器在 1% 濃度的鹽水中的溶解周期是 67 天,即便完全浸沒在水中,它的功能還能持續 24 小時。
研究人員利用穀物和土豆澱粉將這些物質聚合起來,該混合物已經通過了歐盟和美國的食物審核標準。另外,即便你掰彎它、拉伸它(即便已經拉伸了原來長度的 10%)甚至揉皺它,感測器仍能保持完整並且不影響它「大顯身手」。
但是目前,該感測器的電源和無線裝置還不支持生物降解,這就意味著這種保鮮方法仍然存在瓶頸。
為了解決電源方面的問題,研究員把感測器和外接的微型電池用極細的鍍鋅纜線連接起來。而這個纜線是由生物可降解材料構成的。
另外其無線裝置上有一個微型處理器和發射器,食物有關溫度的數據會通過藍牙傳輸到電腦。目前,人們可以監測 10-20 米範圍內食物的溫度。
Salvatore 認為這項技術發展前景廣闊,「比如要將日本出產的魚運往歐洲時,可以給魚安裝微型感測器,以便進行實時監測、保持適宜的保鮮溫度。」這也對感應器提出了挑戰 —— 它的體積要很小、適用於食物、對人體無害、穩固且靈活,才能應對冷藏間里食物間的碰撞和摩擦。
Salvatore 預言,未來 5-10 年內,這些感測器將成為我們日常生活的一部分。當然這也取決於行業對該技術感興趣的程度。屆時,電池、處理器和發射器可能內置於感測器里了。
隨著感測器的研發越來越多,其功能也會越來越多。除了用於監測溫度,類似的感測器還能用在監測壓力、氣體增加和紫外線照射等方面。
而在這個願景實現之前,還需要進行大量的研究,保證這些裝置不會對人體或環境產生危害。
目前,該研究團隊正在尋找可用作能源的生物可降解材料,以替代該感測器現在的電源。
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