Wanasayansi wameunda kitambuzi cha bei nafuu kwa kutumia teknolojia ya PEGS ambayo inaweza kufanya majaribio chakula freshness na inaweza kusaidia kupunguza upotevu kutokana na kutupa chakula kabla ya wakati (kutupa chakula kwa sababu tu kiko karibu na (au kupita) tarehe ya matumizi, bila kujali upya wake halisi). Sensorer zinaweza kuunganishwa katika ufungaji wa chakula au vitambulisho.
Takriban asilimia 30 ya chakula ambayo ni salama kwa matumizi ya binadamu hutupwa au kutupwa tu kila mwaka. Mchango mkubwa katika hili kupoteza chakula ni kwa njia ya utupaji unaofanywa na walaji au maduka makubwa hasa katika nchi zilizoendelea. chakula upotevu unakuwa suala la kimataifa na una athari kubwa kwa uchumi na mazingira.
Zote zimefungwa chakula inayouzwa katika maduka na maduka makubwa ina lebo ya 'use by date' ambayo inaonyesha tarehe ambayo chakula ni salama na kinaweza kuliwa. Hata hivyo, wataalamu wanasema tarehe hii ambayo kwa kawaida huchapishwa na mtengenezaji ni makadirio tu na si kiashirio sahihi cha uchangamfu halisi kwani mambo mengine mfano hali ya kuhifadhi chakula ni muhimu pia. Kutupa chakula kabla ya wakati kwa msingi wa 'matumizi kwa tarehe' bila kujali upya wake halisi inachangia kiasi kikubwa cha upotevu wa chakula kila mwaka.
Matumizi ya vitambuzi ni njia mbadala ya 'matumizi kwa tarehe' ya mtengenezaji kwa kuwa vitambuzi hivi vinaweza kufuatilia hali ya vyakula vinavyoweza kuharibika na kuwasilisha kwa mtumiaji kwa wakati halisi. Aina nyingi za teknolojia za sensor zimeundwa; hata hivyo, bado hazijaunganishwa katika ufungashaji wa vyakula vya kawaida kutokana na sababu kadhaa kama vile kutoweza kutumika kibiashara, gharama kubwa, mchakato changamano wa kutengeneza vyakula na ugumu wa matumizi. Pia, teknolojia hizi zimekuwa haziendani na mifumo ya kidijitali kwa hivyo data haiwezi kueleweka kwa urahisi na mtumiaji.
Utafiti mpya uliochapishwa mnamo Mei 8 mnamo Sensorer za ACS inaeleza mfano nyeti, rafiki wa mazingira, wa gharama ya chini na unaonyumbulika wa PEGS (sensa ya gesi ya umeme iliyo kwenye karatasi) ambayo inaweza kutambua gesi zinazoharibika kama vile amonia na trimethylamine ambazo zinaweza kuyeyuka katika maji. Kihisi kimeundwa kwa kuchapisha elektrodi za kaboni kwenye karatasi ya selulosi inayopatikana kwa urahisi kwa kutumia kalamu rahisi ya kupigia mpira na kipanga kikata kiotomatiki. Karatasi ya selulosi, ingawa inaonekana kavu, ina nyuzinyuzi za selulosi za RISHAI zenye unyevunyevu ambazo humezwa kwenye uso wao kutoka kwa mazingira ya nje. Kwa hivyo, njia za kemikali za mvua zinaweza kutumika kwa kuhisi gesi mumunyifu wa maji kwa sababu ya mali hii ya RISHAI na bila kuongeza maji kwenye substrate. Uendeshaji wa karatasi unaweza kupimwa kwa kutumia electrodes mbili za kaboni (graphite) ambazo zimechapishwa kwenye uso wa karatasi. Kwa hivyo, filamu nyembamba ya mali ya umeme ya maji inaweza kuchunguzwa kwa urahisi kupitia conductance. Wakati gesi yoyote mumunyifu katika maji iko katika mazingira ya moja kwa moja, hii husababisha kuongezeka kwa upitishaji wa ioni wa karatasi hasa kutokana na kutengana kwa gesi mumunyifu katika maji katika filamu nyembamba ya maji kwenye uso wa karatasi.
Watafiti walifanyia majaribio teknolojia ya PEGS kwenye vyakula vilivyofungashwa (bidhaa za nyama - hasa samaki na kuku) kwenye maabara ili kufuatilia kwa kiasi kikubwa uchache. Matokeo yalionyesha kuwa kihisi cha PEGS kilionyesha usikivu wa hali ya juu kwa gesi mumunyifu katika maji kwani kiliweza kutambua kwa haraka na kwa usahihi kiasi cha gesi zinazoharibika kwa kulinganisha na vitambuzi vilivyopo. Gesi zilizojaribiwa zilikuwa monoksidi kaboni, dioksidi kaboni, dioksidi sulfuri, trimethylamine na amonia zenye unyeti mkubwa zaidi wa amonia kutokana na kuwa na mumunyifu mwingi katika maji. PEGS ilionyesha utendakazi ulioimarishwa, muda bora wa kujibu na unyeti wa juu zaidi. Pia, hakuna joto la ziada au utengenezaji tata ulihitajika. Matokeo haya yalithibitishwa kwa kutumia upimaji wa kibayolojia ulioanzishwa ambao unatumia tamaduni za bakteria. Kwa hivyo, PEGS inafaa kama kiashiria cha mabadiliko katika upya wa chakula kutokana na uchafuzi wa microbial katika nyama iliyopangwa. Zaidi ya hayo, muundo wa kitambuzi umeunganishwa na mfululizo wa vitambulisho viitwavyo NFC (mawasiliano ya karibu) ili kuwezesha kusoma kwenye vifaa vya mkononi vilivyo karibu bila waya.
Kihisi cha kipekee kilichofafanuliwa katika utafiti wa sasa ni kitambuzi cha kwanza kabisa ambacho kinaweza kutumika kibiashara, kisicho na sumu, na rafiki wa mazingira ambacho kinaweza kutumika kupima usagaji wa vyakula kwa kugusa hisia zake kwa gesi zinazohusika katika kuoza kwa chakula. Muhimu, ni gharama nafuu, kwa sehemu tu ya gharama ya sensorer zilizopo. PEGS hufanya kazi vizuri kwenye joto la kawaida na hata katika hali ya unyevunyevu kwa asilimia 100 huku ikitumia nishati kidogo sana. Kulingana na waandishi, PEGS inaweza kupatikana kuunganishwa katika ufungaji wa chakula cha kibiashara na watengenezaji na maduka makubwa katika miaka 3 ijayo. Matumizi yao yanaweza pia kupanuliwa kwa matumizi mengine ya kemikali na matibabu, kilimo na mazingira.
***
{Unaweza kusoma karatasi asili ya utafiti kwa kubofya kiungo cha DOI kilichotolewa hapa chini katika orodha ya (vyanzo) vilivyotajwa}
Chanzo (s)
Barandun G na wenzake. 2019. Nyuzi za selulosi huwezesha hisia za umeme karibu na sifuri za gesi mumunyifu katika maji. Sensorer za ACS. https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00555
