Le conseguenze ambientali degli imballaggi alimentari non biodegradabili hanno portato a un aumento della produzione e della disponibilità di alternative cartacee più ecologiche. I sistemi di monitoraggio degli alimenti in situ, pur essendo importanti per prevenire le intossicazioni alimentari, possono contribuire allo spreco di imballaggi alimentari a causa del fissaggio di sensori realizzati con materiali non biodegradabili.
Il team di ricercatori della Seoul National University, della Hanyang University e della Georgia Institute of Technology nello studio pubblicato nella rivista Applied Materials Today, hanno sviluppato un sistema di rilevamento della qualità degli alimenti basato sul grafene indotto dal laser, può essere fabbricato direttamente su un materiale biodegradabile e rilevare sia la temperatura sia il deterioramento degli alimenti.
Il team di ricerca ha sviluppato una tecnologia che consente di sintetizzare il grafene attraverso una reazione termica locale, irradiando un laser su un substrato di carta a base di carbonio. Il grafene indotto dal laser ha un’eccellente mobilità degli elettroni, che gli consente di rilevare la temperatura; possiede inoltre una struttura altamente porosa e un’elevata specifica area superficiale, consente al sensore di rilevare le concentrazioni di molecole di gas, come i gas emessi durante il deterioramento degli alimenti.
Il metodo di irradiazione laser diretta funziona su qualsiasi tipo o struttura di carta commerciale, significa che il circuito del sensore può essere fabbricato su imballaggi alimentari biodegradabili per il monitoraggio in tempo reale della qualità degli alimenti. Inoltre, i dati del sensore possono essere trasmessi in modalità wireless a un telefono cellulare.
I ricercatori hanno dimostrato la potenziale applicazione del loro sistema di rilevamento in situazioni reali fabbricando sensori su cartoni del latte, bicchieri di carta e cartellini dei prezzi sulle confezioni di carne disponibili in commercio.
I sensori al grafene hanno permesso al team di ricercatori di monitorare la temperatura dei liquidi nei bicchieri di carta e di controllare la freschezza della carne nel tempo, con risultati in tempo reale trasmessi continuamente a un telefono cellulare. La tecnologia presenta un potenziale sistema intelligente per valutare la sicurezza degli alimenti prima della loro assunzione, proteggendo i consumatori dalle intossicazioni alimentari e riducendo al contempo le preoccupazioni relative agli sprechi di materiale e ai danni ambientali.
Seung Hwan Ko professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università Nazionale di Seoul, citando il Green New Deal (Programma di interventi incentrato sul cambiamento climatico e le disuguaglianze economiche e sociali), ha affermato:
«Questo risultato è una ricerca che si inserisce nella tendenza globale del Green New Deal, si prevede che fornirà risorse e intuizioni preziose per lo sviluppo di tecnologie in grado di risolvere i problemi ambientali e di sicurezza nell’industria alimentare. Inoltre si prevede che verrà utilizzato in vari campi industriali come sensore di temperatura e gas ecologico basato su materiali biodegradabili».
