Capteur biodégradable et écologique à base de papier pour détecter l'état des aliments
L'électronique écologique et biodégradable s'inscrit dans la tendance mondiale du "Green New Deal". Une contribution importante est attendue non seulement dans la vie quotidienne mais aussi dans l'industrie alimentaire.
Le groupe de recherche dirigé par le professeur Seung Hwan Ko, du département d'ingénierie mécanique de l'université nationale de Séoul, a développé une technologie de détection de la température et de la fraîcheur des aliments , basée sur le graphène induit par laser sur du papier commercial biodégradable et écologique.
Récemment, l'environnement et la sécurité alimentaire ont été un problème mondial dans l'industrie alimentaire . Selon l'enquête de Greenpeace en 2021, 78% des déchets plastiques domestiques provenaient d'emballages alimentaires. Ainsi, le problème environnemental grave a été soulevé en raison de l'utilisation excessive de plastiques, des multinationales telles que Starbucks, Cocacola et McDonald's ont lancé des gobelets, des bouteilles et des pailles biodégradables à base de papier, à la pointe de la technologie innovante et écologique. Par ailleurs, la production de masse et la distribution sur de longues distances étant très répandues, les accidents liés à la sécurité alimentaire sont préoccupants à l'échelle mondiale. Pour résoudre les problèmes complexes de l'industrie alimentaire , il faut des emballages alimentaires écologiques et une technologie de contrôle en temps réel.
Les progrès récents en matière de technologie de stockage et de surveillance des aliments ont permis une variété d'applications dans l'industrie alimentaire . Toutefois, dans la plate-forme actuelle de détection de l'état des aliments , un capteur supplémentaire doit être fixé au récipient de stockage des aliments , et le capteur utilisé est généralement un matériau non biodégradable, ce qui pose également un problème en termes de respect de l'environnement.
Le groupe de recherche dirigé par le professeur Ko a fabriqué le capteur en graphène irradié par laser sur une cartouche de lait disponible dans le commerce, et a développé une plateforme pour détecter la fraîcheur des aliments en détectant le gaz provenant des aliments. En outre, un capteur de graphène induit par laser sur papier a été fabriqué au dos du code-barres pour permettre le suivi en temps réel de la fraîcheur de la viande au fil du temps avec un téléphone portable. En outre, il est possible de fournir à l'utilisateur des informations thermiques sur les aliments en fabriquant de la même manière un capteur sur un gobelet en papier général, détectant la température du liquide contenu.
Le groupe de recherche dirigé par le professeur Ko s'est concentré sur le graphène induit par laser. L'équipe de recherche a développé une technologie permettant de synthétiser du graphène par réaction thermique locale en irradiant un laser sur un substrat de papier écologique à base de carbone. En conséquence, le capteur a été produit directement sur un substrat en cellulose utilisé pour l'emballage des aliments sans traitement supplémentaire, établissant ainsi une plateforme qui peut détecter l'état des aliments en temps réel et en continu.
Le graphène induit par laser est l'un des allotropes du carbone tels que les nanotubes de carbone, les fullerènes et les diamants. Il possède une excellente mobilité des électrons qui permet au LIG de détecter la température et une surface spécifique élevée qui permet au LIG de bien détecter les molécules de gaz.
Si la plupart des aliments ne sont pas conservés à la bonne température, ils dégagent des gaz car les agents pathogènes s'y développent. En d'autres termes, il est important de surveiller en permanence la température d'un aliment, car la température de stockage détermine l'avenir de l'état de l' aliment . De plus, comme mentionné précédemment, puisque la plupart des aliments libèrent du gaz lorsqu'ils se décomposent, la fraîcheur des aliments peut être déterminée en détectant le gaz émis. En d'autres termes, en saisissant la fraîcheur et la température des aliments, il est possible d'obtenir des informations sur l'état actuel et futur des aliments.
La plate-forme de détection de la température et de la fraîcheur des aliments sur papier développée dans cette étude devrait permettre de résoudre les problèmes alimentaires liés à l'environnement et à la sécurité en fournissant des informations sur l'état actuel et futur des aliments. L'équipe de recherche a démontré la situation réelle d'altération des aliments , en détectant le signal d'altération des aliments , et a détecté la température des aliments dans divers environnements thermiques.
Le professeur. Seung Hwan Ko a déclaré : "Cette réalisation est une recherche qui s'inscrit dans la tendance mondiale du Green New Deal, et devrait fournir des atouts et des informations précieuses pour le développement de technologies susceptibles de résoudre les problèmes liés à l'environnement et à la sécurité dans l'industrie alimentaire . Et au-delà de l'industrie alimentaire , il devrait être utilisé dans divers domaines industriels en tant que capteur de température et de gaz basé sur un matériau écologique et biodégradable."
Les résultats de la recherche ont reçu l'attention du monde entier et ont été publiés en ligne le 19 juillet 2022 dans "Applied materials today", une revue universitaire dans le domaine de la science des matériaux. (Papier électronique intelligent par graphène induit par laser pour la surveillance biodégradable en temps réel de l'altération des aliments ).
Cette recherche a été soutenue par le projet de développement de la technologie des nanomatériaux de la Fondation nationale de la recherche de Corée.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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