Sensor biodegradable y ecológico de papel para detectar el estado de los alimentos
Electrónica ecológica y biodegradable que se ajusta a la tendencia mundial del "Green New Deal", se espera una gran contribución no sólo en la vida cotidiana sino en la industria alimentaria
El grupo de investigación dirigido por el profesor Seung Hwan Ko, del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Seúl, ha desarrollado una tecnología para detectar la temperatura y la frescura de los alimentos , basada en grafeno inducido por láser en papel comercial ecológico y biodegradable.
Últimamente, el medio ambiente y la seguridad de los alimentos es un problema mundial en la industria alimentaria . Según la investigación de Greenpeace en 2021, el 78% de los residuos plásticos domésticos proceden de envases que contienen alimentos. Por lo tanto, se ha planteado un grave problema medioambiental debido al uso excesivo de plásticos, por lo que empresas multinacionales como Starbucks, Cocacola y McDonald's lanzaron el vaso, la botella y la pajita biodegradables a base de papel, liderando una tecnología innovadora y respetuosa con el medio ambiente. Además, al generalizarse la producción en masa y la distribución a larga distancia, se producen accidentes relacionados con la seguridad alimentaria en todo el mundo. A su vez, para resolver los complejos problemas de la industria alimentaria , se necesitan envases de alimentos ecológicos y tecnología de control en tiempo real.
Los recientes avances en la tecnología de almacenamiento y monitorización de alimentos han permitido una gran variedad de aplicaciones en la industria alimentaria . Sin embargo, en la actual plataforma de detección del estado de los alimentos , es necesario colocar un sensor adicional en el envase de almacenamiento de alimentos , y el sensor utilizado suele ser un material no biodegradable, lo que también supone un problema en términos de respeto al medio ambiente.
El grupo de investigación dirigido por el profesor Ko fabricó el sensor de grafeno irradiado por láser en un cartón de leche disponible en el mercado, y desarrolló una plataforma para detectar la frescura de los alimentos mediante la detección del gas procedente de los mismos. Además, se fabricó un sensor de grafeno inducido por láser en el reverso del código de barras para poder controlar en tiempo real la frescura de la carne con un teléfono móvil. Además, es posible proporcionar al usuario información térmica de los alimentos fabricando un sensor en un vaso de papel general del mismo modo, detectando la temperatura del líquido contenido.
El grupo de investigación dirigido por el profesor Ko se centró en el grafeno inducido por láser. El equipo de investigación ha desarrollado una tecnología para sintetizar grafeno a través de la reacción térmica local mediante la irradiación de un láser sobre un sustrato de papel ecológico a base de carbono. Como resultado, el sensor se produjo directamente sobre un sustrato de celulosa utilizado para el envasado de alimentos sin necesidad de un procesamiento adicional, estableciendo así una plataforma que puede detectar el estado de los alimentos en tiempo real continuo.
El grafeno inducido por láser es uno de los alótropos del carbono, como los nanotubos de carbono, los fullerenos y los diamantes. Tiene una excelente movilidad de electrones que permite a LIG detectar la temperatura y una elevada superficie específica que permite a LIG detectar bien las moléculas de gas.
Si la mayoría de los alimentos no se almacenan a la temperatura adecuada, los alimentos liberarán gas al crecer los patógenos en ellos. En otras palabras, es importante controlar continuamente la temperatura de un alimento, ya que la temperatura de almacenamiento determina el futuro del estado de los alimentos . Además, como se ha mencionado anteriormente, dado que la mayoría de los alimentos liberan gas cuando se descomponen, la frescura de los alimentos puede determinarse detectando el gas emitido. Es decir, al captar la frescura y la temperatura de los alimentos, es posible obtener información del estado presente y futuro de los mismos.
Se espera que la plataforma de detección de la temperatura y la frescura de los alimentos basada en papel desarrollada en este estudio resuelva los problemas medioambientales y de seguridad de los alimentos al proporcionar información del estado actual y futuro de los mismos. El equipo de investigación demostró la situación real de deterioro de los alimentos, mediante la detección de la señal de deterioro de los alimentos , y detectó la temperatura de los alimentos en varios entornos térmicos.
El profesor Seung Hwan Ko se refirió a que "este logro es una investigación que se ajusta a la tendencia mundial del Green New Deal, y se espera que proporcione valiosos activos y conocimientos para el desarrollo de tecnologías que puedan resolver problemas relacionados con el medio ambiente y la seguridad en la industria alimentaria . Y más allá de la industria alimentaria , se espera que se utilice en diversos campos industriales como sensor de temperatura y gas basado en materiales ecológicos y biodegradables."
Los resultados de la investigación han recibido la atención mundial y se publicaron en línea el 19 de julio de 2022 en "Applied materials today", una revista académica en el campo de la ciencia de los materiales. (Electrónica de papel inteligente mediante grafeno inducido por láser para la monitorización biodegradable del deterioro de los alimentos en tiempo real)
Esta investigación contó con el apoyo del Proyecto de Desarrollo de Tecnologías de Nanomateriales de la Fundación Nacional de Investigación de Corea.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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