حسگرهای کاغذی مانع فساد مواد غذایی
به گزارش جام جم آنلاین،سال 94، نانوحسگرهای نوری برپایه نانوکاغذ سلولزی با کار گروهی تعدادی از پژوهشگران دانشگاه شهید چمران اهواز، محققان کشور اسپانیا و دانشگاه گرگان ساخته شد و بر اساس آن بستر مناسبی برای اندازه‌گیری طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی و بیوشیمیایی برای تشخیص انواع عوامل بیماری‌زا، ترکیبات سمی، انواع سموم، انواع داروها، انواع باکتری‌ها و انواع فلزات سمی فراهم شد.
نانوکاغذ، صفحه‌ای متشکل از نانوالیاف سلولزی متراکم است که به دلیل ویژگی‌هایی همچون سازگاری زیستی، شفافیت نوری، پایداری حرارتی و مکانیکی و زیست تخریب‌پذیری قابل استفاده در فناوری‌های نوین پزشکی، تجهیزات الکترونیکی، سلول‌های خورشیدی، غشاها، نانوکامپوزیت‌ها، صنایع غذایی، دارویی و بسته‌بندی است. این قابلیت‌ها بستر مناسبی برای ساخت نانوحسگرهای شفاف نوری محسوب می‌شدند. به همین دلیل در ساخت نمونه جدیدی از حسگرها مورد استفاده قرار گرفتند و نانوحسگرهای نوری پا به عرصه گذاشتند.
نانوحسگرها ضمن ارزانی، انعطاف‌پذیری و دوستدار محیط زیست بودن، دارای کاربردهای بالقوه‌ای برای ساخت نسل جدیدی از نانوحسگرهای شیمیایی و زیستی و جایگزینی آنها با تجهیزات متداول در اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی یا اسپکتروفتومتری است. طیف‌سنجی (Spectrophotometry) در شیمی روشی برای سنجش طیف الکترومغناطیسی است. در این روش با استفاده از میزان اندازه جذب نور نمونه‌ها، غلظت آنها را مشخص می‌کنند. علاوه بر این، برای تجزیه و تحلیل نمونه‌های دی‌ان‌ای (DNA) و آران‌ای (RNA) استفاده می‌شود.
دستاورد نانوحسگرهای کاغذی
طرح‌های مختلفی برپایه نانوحسگرهای نوری در دست بررسی است که یکی از آنها نانوحسگرهای هشداردهنده فساد گوشت است که در واپسین روزهای سال 95 به نتیجه رسید.
دکتر حامد گل‌محمدی قانع، ایده‌پرداز طرح نانوحسگرهای نوری که دانش‌آموخته رشته شیمی تجزیه است، این بار به عنوان مشاور در کنار طراح نانوحسگر هشداردهنده فساد گوشت، بنت‌الهدی هلی دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه پلی‌تکنیک مونترال کانادا و دیگر محققان این دانشگاه همکاری می‌کند.
این عضو هیات علمی پژوهشگاه شیمی مهندسی شیمی ایران درباره جزئیات این طرح به جام‌جم می‌گوید: با کمک این حسگر، میزان سلامت گوشت قرمز یا ماهی قابل تشخیص است. این بررسی‌ها را هنوز روی گوشت مرغ انجام نداده‌ایم. به همین دلیل این حسگرها فقط قابل استفاده در بسته‌بندی‌های مربوط به گوشت قرمز و ماهی هستند.
حسگرها ضامن سلامت گوشت و ماهی
کیفیت و سلامت تولید مواد پروتئینی، دغدغه همیشگی مصرف‌کنندگان است. این حساسیت در مواقعی با انتشار خبرهایی درباره تقلب برخی تولیدکنندگان یا واسطهها درباره فروش گوشت فاسد بیشتر می‌شود. اما نگران نباشید، به گفته دکتر گل‌محمدی قانع این حسگرها مانع وقوع هر گونه تقلبی می‌شوند.
وی یکی از اهداف مهم ساخت این حسگر را دسترسی مردم به گوشت سالم عنوان می‌کند و می‌گوید: در بیشتر مواقع ما نمی‌دانیم گوشتی که می‌خریم، چه مراحلی طی کرده است و آیا در این مدت دچار فسادپذیری شده است یا خیر. در مواقعی ممکن است گوشت یخ‌زده‌ای به مدت دو روز در هوای نامناسب قرار بگیرد و فاسد شود، اما مجدد بسته‌بندی و در اختیار مصرف کننده گذاشته شود. در حالی که نه‌تنها مصرف آن دیگر خاصیت ندارد، بلکه ممکن است باعث بروز مسمومیت شود. این عضو هیات علمی پژوهشگاه شیمی مهندسی شیمی ایران ادامه می‌دهد: حساسیت این حسگرها
به قدری بالاست که به‌محض متصاعد شدن بخار از گوشت، حسگرها شروع به تغییر رنگ می‌کنند و به همین دلیل با استفاده از این حسگرهای کاغذی نگرانی‌های مذکور را رفع می‌کند و تولیدکنندگان، واسطه‌گران و مصرف‌کنندگان می‌توانند متوجه فساد گوشت ـ خیلی زودتر از بروز علائم ظاهری آن همچون رنگ و بو ـ شوند.
حسگری از جنس نقره
حسگرهای هشداردهنده فساد گوشت به واسطه آن که در مقیاس نانو هستند، به همین دلیل امکان جاسازی آن در کاغذ راحت است و از این کاغذها نیز می‌توان به جای کاغذهای معمولی به عنوان برچسب روی بسته‌بندی مواد پروتئینی مذکور استفاده کرد.
دکتر گل‌محمدی قانع، ویژگی قابل توجه این حسگر را استفاده از نقره در ساختار آن عنوان می‌کند و می‌گوید: در این حسگر که از بندانگشت هم کوچک‌تر است، از نانو ذرات نقره که داخل ساختار نانوسلولز تثبیت شده‌اند، استفاده شده است. نانوذرات نقره که داخل کاغذ تثبیت می‌شوند، قابلیت تغییر رنگ را متناسب با گازهایی که از محیط متصاعد می‌شوند، دارند. در ارتباط با پروتئین‌های مورد بررسی در این طرح نیز وقتی گوشت در معرض فسادپذیری قرار بگیرد، گاز آمونیاک از آن متصاعد می‌شود و حسگر با دریافت آن شروع به تغییر رنگ می‌کند. وی ادامه می‌دهد: این تغییر رنگ در گوشت قرمز با ماهی متفاوت است. مثلا اگر رنگ برچسب (لیبل) زرد است رنگ برچسب به سمت قهوه‌ای یا خاکستری تغییر می‌کند.
وی در پاسخ به این پرسش که چرا از ذرات نقره در ساختار این برچسب‌ها استفاده شده است، می‌گوید: نقره و طلا هر دو خاصیت پلاسمون سطحی دارند؛ یعنی این که اندازه، شکل و فاصله بین ذرات آنها وقتی تغییر می‌کند، رنگشان نیز عوض می‌شود. امکان استفاده از هر دو وجود دارد، اما از نقره به دلیل حساسیت بالای آن و صرفه‌جویی اقتصادی استفاده کردیم. این متخصص شیمی تجزیه در پاسخ به این پرسش که آیا امکان دستکاری در طبیعی‌ماندن رنگ برچسب وجود دارد، می‌گوید: شاید به لحاظ شکلی قابل تغییر باشد، اما روی عملکرد آن امکان دستکاری وجود ندارد. نقره بسیار حساس است و اگر تغییر رنگ بدهد دیگر قابل بازگشت نیست، چون ذرات نقره اندازه‌شان تغییر می‌کند و دیگر نمی‌توان آن را تغییر داد.
تحول در صنعت بسته‌بندی
تحقیقات علمی نشان می‌دهد بر اساس بوی دهان می‌توان نوع بیماری‌ای که ممکن است فرد مبتلا باشد را تشخیص داد، همان گونه که حسگر می‌تواند با حضورش در صنعت بسته‌بندی موادغذایی ضامن سلامت تغذیه مصرف‌کنندگان باشد.
دکتر گل محمدی قانع در پاسخ به این پرسش که به‌کارگیری این حسگر تا چه اندازه در افزایش هزینه‌های بسته‌بندی تاثیر دارد، می‌گوید: این حسگرها به واسطه آن که بسیار کوچک هستند و در بافت کاغذ قرار می‌گیرند، اتفاقا در هزینه بسته‌بندی هیچ افزایش معنی‌داری ایجاد نمی‌کنند. مثلا یک کاغذ A4 حدود 200 برچسب حاوی این حسگر را در اختیار تولیدکنندگان قرار می‌دهد. وی تاکید می‌کند: اتفاقا برچسب‌های حاوی این حسگر باعث افزایش اعتماد مصرف‌کنندگان می‌شود و از سوی دیگر، تولیدکنندگان و واسطهها نیز مراقبت‌های خود را از گوشت و ماهی در برابر آفتاب یا گرمای محیط و سایر عوامل موثر در فساد محصول افزایش می‌دهند. بدون شک محصول با کیفیت بالا، رضایت بیشتر مشتریان را به همراه دارد.
این محقق پژوهشگاه شیمی مهندسی شیمی ایران در پایان اظهارات خود با اشاره به ساخت حسگرهایی برپایه نانوکاغذ سلولزی در عرصه‌های مختلف می‌گوید: امسال شاهد به بهره‌برداری رسیدن طرح‌های دیگر مربوط به این نوع حسگر برای تولید کیت‌های تشخیصی انواع بیماری‌ها، ترکیبات شیمیایی مواد آلاینده گوناگون، آزمایشگاه‌های شیمیایی و پاتولوژی خواهیم بود.
No tags for this post.
