科学者は、PEGS技術を使用してテストできる安価なセンサーを開発しました。 フード 鮮度が保たれ、廃棄による無駄を減らすことができます。 フード 時期尚早（実際の鮮度に関係なく、消費期限が近い（または期限を過ぎた）という理由だけで食品を廃棄すること）。センサーは食品の包装やタグに組み込むことができます。
ほぼ 30% フード 人間が消費しても安全な製品は毎年廃棄されるか、単に捨てられます。この大規模な取り組みに対する大きな貢献 食物浪費 特に先進国では、消費者やスーパーマーケットによって行われる廃棄によるものです。 食品 廃棄物は地球規模の問題になりつつあり、経済と環境に大きな影響を及ぼします。
すべてパッケージ化 フード 店舗やスーパーマーケットで販売されているものには、食品が安全で食用になるまでの日付を示す「賞味期限」のラベルが付いています。 ただし、専門家によると、通常はメーカーが印刷するこの日付は概算であり、実際の鮮度を正確に示すものではありません。他の要因として、食品の保管条件も重要です。 廃棄 フード 実際の鮮度に関係なく、「賞味期限」に基づいて時期尚早に、毎年大量の食品ロスを引き起こしています。
センサーの使用は、生鮮食品の状態を追跡し、リアルタイムでユーザーに伝えることができるため、メーカーの「賞味期限」の有望な代替手段です。 多くの種類のセンサー技術が設計されています。 しかし、商業的な実行不可能性、高コスト、複雑な製造プロセス、使用の難しさなどのいくつかの理由により、それらはまだ主流の食品包装に統合されていません。 また、これらのテクノロジーはデジタルプラットフォームと互換性がないため、ユーザーがデータを簡単に理解することはできません。
8月XNUMX日に公開された新しい研究 ACSセンサー は、水に溶解する可能性のあるアンモニアやトリメチルアミンなどの腐敗ガスを検出できる、高感度で環境に優しく、低コストで柔軟なPEGS（紙ベースの電気ガスセンサー）のプロトタイプについて説明しています。 センサーは、シンプルなボールペンと自動カッタープロッターを使用して、簡単に入手できるセルロース紙にカーボン電極を印刷することによって作成されています。 セルロース紙は、乾燥しているように見えますが、外部環境から表面に吸着される水分を含む吸湿性の高いセルロース繊維で構成されています。 したがって、湿式化学法は、この吸湿性のために、基板に水を追加することなく、水溶性ガスを検知するために使用できます。 紙のコンダクタンスは、紙の表面に印刷されたXNUMXつのカーボン（グラファイト）電極を使用して測定できます。 したがって、水の電気的特性の薄膜は、コンダクタンスを介して簡単に調べることができます。 水溶性ガスが直接周囲に存在する場合、これは主に紙の表面の水の薄膜中の水溶性ガスの解離により、紙のイオンコンダクタンスの増加につながります。
研究者は、新鮮さを定量的に監視するために、実験室で包装食品（肉製品-特に魚や鶏肉）でPEGS技術をテストしました。 結果は、PEGSセンサーが既存のセンサーと比較して微量の腐敗ガスを迅速かつ正確に検出できたため、水溶性ガスに対して高い感度を示したことを示しました。 試験したガスは、一酸化炭素、二酸化炭素、二酸化硫黄、トリメチルアミン、およびアンモニアであり、水に非常に溶けやすいため、アンモニアに対して最も感度が高くなっています。 PEGSは、パフォーマンスの向上、応答時間の改善、感度の向上を示しました。 また、追加の加熱や複雑な製造は必要ありませんでした。 これらの結果は、細菌培養を使用する確立された微生物学的試験を使用して検証されました。 したがって、PEGSは、包装された肉の微生物汚染による食品の鮮度の変動の指標として適しています。 さらに、センサーの設計は、NFC（近距離無線通信）タグと呼ばれる一連のマイクロチップと組み合わされており、ワイヤレスで近くのモバイルデバイスで読み取りを行うことができます。
現在の研究で説明されている独自のセンサーは、食品の腐敗に関与するガスに対する感度を利用して食品の鮮度をテストするために使用できる、初めての商業的に実行可能な、毒性のない、環境に優しいセンサーです。 重要なのは、既存のセンサーの数分の100のコストで、安価であるということです。 PEGSは、ほとんどエネルギーを消費せずに、室温および3％湿度の高い条件でもうまく機能します。 著者によると、PEGSは、今後XNUMX年間で、製造業者やスーパーマーケットによって市販の食品包装に統合できるようになる可能性があります。 それらの使用は、他の化学および医療、農業および環境用途にも拡張することができます。
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ソース
Barandun G etal。 2019.セルロース繊維は、水溶性ガスのほぼゼロコストの電気的検知を可能にします。 ACSセンサー。 https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00555
