शास्त्रज्ञांनी PEGS तंत्रज्ञानाचा वापर करून एक स्वस्त सेन्सर विकसित केला आहे जो चाचणी करू शकतो अन्न ताजेपणा आणि टाकून दिल्याने होणारा अपव्यय कमी करण्यात मदत होऊ शकते अन्न वेळेपूर्वी (फक्त अन्न फेकून देणे कारण ते वापराच्या तारखेच्या जवळ आहे (किंवा पास झाले आहे), त्याची वास्तविक ताजेपणा लक्षात न घेता). सेन्सर फूड पॅकेजिंग किंवा टॅगमध्ये एकत्रित केले जाऊ शकतात.
जवळजवळ 30 टक्के अन्न जे मानवी वापरासाठी सुरक्षित आहे ते दरवर्षी टाकून दिले जाते किंवा फक्त फेकून दिले जाते. या मोठ्या प्रमाणात मोठे योगदान आहे अन्नाची नासाडी विशेषत: विकसित देशांमध्ये ग्राहक किंवा सुपरमार्केटद्वारे टाकून दिले जाते. अन्न अपव्यय ही जागतिक समस्या बनत आहे आणि त्याचा अर्थव्यवस्थेवर आणि पर्यावरणावर मोठा परिणाम होत आहे.
सर्व पॅकेज केलेले अन्न स्टोअर आणि सुपरमार्केटमध्ये विकल्या जाणार्‍या 'तारखेनुसार वापरा' असे लेबल असते जे अन्न सुरक्षित आणि खाण्यायोग्य असते तेव्हापर्यंतची तारीख दर्शवते. तथापि, तज्ञांचे म्हणणे आहे की ही तारीख जी सामान्यत: उत्पादकाने छापली जाते ती केवळ अंदाजे असते आणि वास्तविक ताजेपणाचे अचूक सूचक नसते कारण इतर घटक उदाहरणे ज्या परिस्थितीत अन्न साठवले जाते ते देखील महत्त्वाचे आहे. टाकून देत आहे अन्न वास्तविक ताजेपणाची पर्वा न करता 'तारीखानुसार वापरा' च्या आधारावर वेळेपूर्वीच दरवर्षी मोठ्या प्रमाणात अन्नाची नासाडी होत आहे.
सेन्सर्सचा वापर हा निर्मात्याच्या 'तारीखानुसार वापरा'साठी एक आश्वासक पर्याय आहे कारण हे सेन्सर नाशवंत पॅकेज केलेल्या खाद्यपदार्थांच्या स्थितीचा मागोवा घेऊ शकतात आणि ते वापरकर्त्यापर्यंत रिअल टाइममध्ये पोहोचवू शकतात. अनेक प्रकारच्या सेन्सर तंत्रज्ञानाची रचना केली गेली आहे; तथापि, व्यावसायिक अव्यवहार्यता, उच्च-किंमत, जटिल फॅब्रिकेशन प्रक्रिया आणि वापरण्यात अडचण यासारख्या अनेक कारणांमुळे ते अद्याप मुख्य प्रवाहातील अन्न पॅकेजिंगमध्ये एकत्रित केले गेले नाहीत. तसेच, ही तंत्रज्ञाने डिजिटल प्लॅटफॉर्मशी विसंगत आहेत त्यामुळे वापरकर्त्याद्वारे डेटा सहजपणे समजू शकत नाही.
एक नवीन अभ्यास 8 मे रोजी प्रकाशित झाला एसीएस सेंसर PEGS (पेपर-आधारित इलेक्ट्रिकल गॅस सेन्सर) च्या संवेदनशील, पर्यावरणास अनुकूल, कमी किमतीच्या आणि लवचिक प्रोटोटाइपचे वर्णन करते जे पाण्यात विरघळणारे अमोनिया आणि ट्रायमेथिलामाइन सारखे खराब होणारे वायू शोधू शकतात. साधे बॉलपॉईंट पेन आणि स्वयंचलित कटर प्लॉटर वापरून सहज उपलब्ध सेल्युलोज पेपरवर कार्बन इलेक्ट्रोड मुद्रित करून सेन्सर तयार केला गेला आहे. सेल्युलोज कागद, जरी कोरडा दिसत असला तरी, त्यात उच्च हायग्रोस्कोपिक सेल्युलोज तंतू असतात ज्यात ओलावा असतो जो बाह्य वातावरणातून त्यांच्या पृष्ठभागावर शोषला जातो. अशा प्रकारे, या हायग्रोस्कोपिक गुणधर्मामुळे आणि सब्सट्रेटमध्ये पाणी न जोडता पाण्यात विरघळणारे वायू संवेदन करण्यासाठी ओल्या रासायनिक पद्धती वापरल्या जाऊ शकतात. कागदाच्या पृष्ठभागावर मुद्रित केलेल्या दोन कार्बन (ग्रेफाइट) इलेक्ट्रोड्सचा वापर करून कागदाचा प्रवाह मोजता येतो. अशा प्रकारे, पाण्याच्या विद्युत गुणधर्मांची पातळ फिल्म प्रवाहकत्त्वाद्वारे सहजपणे तपासली जाऊ शकते. जेव्हा कोणताही पाण्यात विरघळणारा वायू थेट सभोवताल असतो, तेव्हा कागदाच्या पृष्ठभागावरील पाण्याच्या पातळ फिल्ममध्ये पाण्यामध्ये विरघळणारे वायूचे पृथक्करण झाल्यामुळे कागदाच्या आयनिक प्रवाहकतेमध्ये वाढ होते.
संशोधकांनी ताजेपणाचे परिमाणात्मक निरीक्षण करण्यासाठी प्रयोगशाळेत पॅकेज केलेल्या खाद्यपदार्थांवर (मांस उत्पादने - विशेषतः मासे आणि चिकन) PEGS तंत्रज्ञानाची चाचणी केली. परिणामांवरून असे दिसून आले की PEGS सेन्सरने पाण्यात विरघळणाऱ्या वायूंबद्दल उच्च संवेदनशीलता दर्शविली कारण ते विद्यमान सेन्सर्सच्या तुलनेत खराब होणार्‍या वायूंचे प्रमाण जलद आणि अचूकपणे शोधण्यात सक्षम होते. कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डायऑक्साइड, सल्फर डायऑक्साइड, ट्रायमेथिलामाइन आणि अमोनिया हे वायू पाण्यामध्ये अत्यंत विरघळणारे असल्यामुळे अमोनियाला सर्वाधिक संवेदनशीलता असलेले वायू तपासण्यात आले. PEGS ने वर्धित कार्यप्रदर्शन, चांगला प्रतिसाद वेळ आणि उच्च संवेदनशीलता दर्शविली. तसेच, अतिरिक्त हीटिंग किंवा जटिल उत्पादन आवश्यक नव्हते. हे परिणाम बॅक्टेरियाच्या संस्कृतींचा वापर करणारे स्थापित मायक्रोबायोलॉजिकल चाचणी वापरून प्रमाणित केले गेले. म्हणून, पॅकेज केलेल्या मांसामध्ये सूक्ष्मजीव दूषित झाल्यामुळे अन्न ताजेपणामध्ये फरक दर्शविणारा सूचक म्हणून PEGS योग्य आहे. पुढे, सेन्सरच्या डिझाइनला NFC (नजीक फील्ड कम्युनिकेशन) टॅग नावाच्या मायक्रोचिपच्या मालिकेसह एकत्रित केले गेले आहे जेणेकरुन जवळपासच्या मोबाईल उपकरणांवर वायरलेस पद्धतीने वाचन घेता येईल.
सध्याच्या अभ्यासात वर्णन केलेला अद्वितीय सेन्सर हा पहिला व्यावसायिकदृष्ट्या व्यवहार्य, गैर-विषारी, पर्यावरणास अनुकूल सेन्सर आहे ज्याचा वापर अन्नपदार्थांच्या क्षयमध्ये सामील असलेल्या वायूंवरील संवेदनशीलतेवर टॅप करून ताजेपणा तपासण्यासाठी केला जाऊ शकतो. महत्त्वाचे म्हणजे, ते सध्याच्या सेन्सर्सच्या किमतीच्या अगदी थोड्या प्रमाणात स्वस्त आहे. PEGS खोलीच्या तपमानावर आणि अगदी कमी ऊर्जेचा वापर करून 100 टक्के दमट परिस्थितीतही चांगले काम करते. लेखकांच्या मते पीईजीएस पुढील 3 वर्षांत उत्पादक आणि सुपरमार्केटद्वारे व्यावसायिक खाद्य पॅकेजिंगमध्ये एकत्रित करण्यासाठी उपलब्ध होऊ शकते. त्यांचा वापर इतर रासायनिक आणि वैद्यकीय, शेती आणि पर्यावरणीय अनुप्रयोगांमध्ये देखील वाढविला जाऊ शकतो.
***
{उद्धृत स्रोतांच्या सूचीमध्ये खाली दिलेल्या DOI लिंकवर क्लिक करून तुम्ही मूळ शोधनिबंध वाचू शकता}
स्त्रोत
बरंडुन जी आणि इतर. 2019. सेल्युलोज तंतू पाण्यात विरघळणाऱ्या वायूंचे जवळपास शून्य-किंमत विद्युत संवेदना सक्षम करतात. ACS सेन्सर्स. https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00555
