《電子技術(shù)應(yīng)用》
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新型傳感器:變質(zhì)肉的“照妖鏡”

2015-05-08

       這個(gè)就是麻省理工學(xué)院設(shè)備,通過(guò)改性后的碳納米管,可以檢測(cè)由腐肉產(chǎn)生的胺類(lèi)物質(zhì)
  麻省理工學(xué)院的化學(xué)家發(fā)明了一種廉價(jià)的、便攜式可探測(cè)腐肉所散發(fā)氣味的傳感器,使得消費(fèi)者能夠判斷雜貨店或者冰箱里的食物是否可以食用。
  該傳感器由化學(xué)改性的碳納米管組成,能夠被裝入智能包裝中,從而提供比包裝上生產(chǎn)日期更精確的安全信息,麻省理工學(xué)院化學(xué)系的Timothy
  Swager教授說(shuō)道?!叭藗儠?huì)習(xí)慣性地丟掉那些快過(guò)期的食品,因此該傳感器也能減少食品的浪費(fèi)。”
  該傳感器與其他碳納米管器件類(lèi)似,Swager的實(shí)驗(yàn)室在最近幾年已經(jīng)研究成熟了,包括一個(gè)檢測(cè)水果成熟度的傳感器。所有這些設(shè)備的工作原理是一樣的:對(duì)碳納米管進(jìn)行化學(xué)改性,使其擁有在特定氣體里運(yùn)載變化電流的能力。
  在這種情況下,研究者用被稱(chēng)為金屬卟啉的金屬配合物改性碳納米管,其中包含一個(gè)結(jié)合多種含氮環(huán)的中心金屬原子。血紅蛋白,在血液中有攜帶氧氣的功能,是一個(gè)以鐵為中心原子的金屬卟啉。
  這種傳感器中使用了一種用鈷作為中心金屬的金屬卟啉。金屬卟啉容易結(jié)合含氮化合物胺。研究人員對(duì)所謂的生物胺特別感興趣,如腐胺和尸胺,這些是腐爛的肉產(chǎn)生的。
  當(dāng)含鈷卟啉綁定到任一種胺上時(shí),會(huì)增加碳納米管的電阻,使得其量更容易被測(cè)量。
  “我們利用這些卟啉制作了一個(gè)非常簡(jiǎn)單的裝置,裝置中加上一個(gè)電壓來(lái)監(jiān)控電流。當(dāng)設(shè)備遇到胺即腐爛肉的標(biāo)志時(shí),該裝置的電流會(huì)變的很低,”劉說(shuō)道。
  在這項(xiàng)研究中,研究者用傳感器測(cè)試了以下四種肉:豬肉、雞肉、鱈魚(yú)和鮭魚(yú)。他們發(fā)現(xiàn)在冷藏時(shí),這四類(lèi)肉的保鮮期都超過(guò)四天。未置于冷凍的樣品,都以不同的速度腐爛了。
  還有其他的傳感器,可以檢測(cè)肉腐爛的跡象,但他們通常是大型和昂貴的儀器,并且需要專(zhuān)業(yè)的操作知識(shí)?!拔覀兊膬?yōu)勢(shì)是便宜、小型且容易制造”Swager說(shuō)。
  而且新的設(shè)備僅需要很小的功率,可以裝入一個(gè)Swager實(shí)驗(yàn)室的無(wú)線(xiàn)平臺(tái),該實(shí)驗(yàn)室最近開(kāi)發(fā)了一個(gè)允許日常智能手機(jī)去顯示碳納米管輸出信號(hào)的傳感器,就像這個(gè)一樣。
  研究人員已經(jīng)申請(qǐng)了技術(shù)專(zhuān)利并希望能夠有的商業(yè)發(fā)展的許可證。

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