Пищевые датчики на основе бумаги и графена

03.11.2022

Корейские ученые разработали новые датчики свежести и температуры пищевых продуктов. Их основу составляет индуцированный лазером графен на экологически чистой, биоразлагаемой бумаге

По данным за прошлый год, около 78 процентов поступающего в окружающую среду пластика составляют упаковки от пищевых продуктов. Таким образом, разработка биоразлагаемых пакетов, коробок и стаканов для нашей пищи - первоочередная забота людей, неравнодушных к проблеме пластикового загрязнения планеты.

Хотя несколько крупных компаний уже выпустили свои линейки биоразлагаемых упаковок, включая посуду и соломинки для питья, все еще существует проблема мониторинга качества пищи в таких упаковках, то есть отслеживания температуры и свежести пищи. Большинство существующих на сегодняшний день датчиков состояния пищевых продуктов не биорастворимы, так что, даже будучи прикрепленными к экоупаковке, в конце концов они тоже становятся частью загрязняющего планету пластика.

Однако теперь специалисты из Сеульского национального университета (Южная Корея) нашли путь решения этой проблемы, разработав полностью биоразлагаемый датчик контроля качества пищи на основе индуцированного лазером графена. Этот датчик способен отслеживать температуру и свежесть пищи (он улавливает исходящие от нее газы), так что с помощью мобильного приложения любой человек сможет оценить качество мясных полуфабрикатов или температуру стаканчика с кофе.

Для получения датчиков исследовательская группа разработала технологию синтеза графена посредством локальной термической реакции путем облучения лазером экологически чистой бумажной подложки на основе углерода. В результате датчик был изготовлен непосредственно на подложке из целлюлозы, используемой для хранения пищевых продуктов, без дополнительной обработки, которая бы нарушила экологичность упаковки.

Исследователи надеются, что разработанные ими датчики позволят еще больше сократить пластиковое загрязнение планеты и облегчить людям, покупающим продукты в бумажных упаковках, контроль качества еды. В дальнейшем подобные датчики смогут применяться не только в пищевой, но и в любых других областях промышленности, где потребуются экологически чистые датчики температуры и газа.

<< Назад: Раскрыт секрет обучения во сне 03.11.2022

>> Вперед: Насекомые способны генерировать электричество 02.11.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ритм сердца влияет на восприятие и чувства 08.03.2026

Связь между сердцем и мозгом выходит далеко за пределы привычного представления о том, что сердце просто качает кровь. Новые исследования показывают, что сердечный ритм способен прямо влиять на восприятие внешнего мира и на эмоциональное состояние человека, открывая уникальный диалог между физиологией и сознанием. Работа сердца делится на две основные фазы: систолу и диастолу. Во время систолы сердечная мышца сокращается и выталкивает кровь в сосуды, а при диастоле сердце расслабляется, позволяя крови вернуться внутрь. Хотя мозг не управляет каждой конкретной фазой сокращений, он регулирует частоту сердечных сокращений в зависимости от состояния организма: в стрессовой ситуации пульс учащается, а в спокойном состоянии снижается. Однако взаимодействие между сердцем и мозгом двустороннее: мозг реагирует на сигналы от сердца так же, как сердце откликается на команды мозга. Международная группа исследователей проанализировала мозговую активность в зависимости от сердечного цикла. Они ...>>

Молекулы ДНК как новые носители данных 08.03.2026

С ростом объемов цифровой информации ученые ищут новые методы хранения данных, способные сочетать высокую плотность, долговечность и энергоэффективность. Одним из самых перспективных направлений становится использование молекул ДНК - естественного носителя генетической информации, который способен сохранять данные в течение тысяч лет при подходящих условиях. Недавние исследования показывают, что ДНК может стать не только архивом, но и полноценным перезаписываемым носителем информации. Исследователи из Университета Миссури создали систему, позволяющую записывать, стирать и повторно записывать данные в молекулах ДНК. Ранее ДНК использовалась в основном для долговременного архивирования информации, что делало носитель одноразовым. Новый подход превращает молекулярный носитель в полноценный цифровой накопитель с возможностью редактирования содержимого. Принцип работы устройства основан на естественном "языке" ДНК: в отличие от обычных компьютеров, где данные кодируются последовательн ...>>

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Летающая электростанция S2000 07.03.2026

Развитие возобновляемой энергетики заставляет инженеров искать новые способы использования природных ресурсов. Одним из самых перспективных направлений остается ветровая энергия, однако традиционные наземные турбины имеют ряд ограничений. Их мощность зависит от условий у поверхности земли, а для установки таких установок требуется значительное пространство. Поэтому исследователи все чаще обращают внимание на более высокие слои атмосферы, где воздушные потоки значительно сильнее и стабильнее. Именно эту идею воплощает экспериментальная система S2000 - первая в мире летающая электростанция, предназначенная для выработки электроэнергии на большой высоте. Недавно в китайской провинции Сычуань был зафиксирован подъем необычного аппарата, внешне напоминающего дирижабль из научно-фантастических фильмов. На самом деле это высокотехнологичная энергетическая установка, способная улавливать энергию ветра примерно на высоте двух километров. Испытания проводились в городе Ибинь. Там инженеры ...>>

Газированная вода помогает поддерживать концентрацию геймеров 06.03.2026

Современный киберспорт требует от игроков не только быстрой реакции, но и способности долго сохранять высокий уровень концентрации. Во время продолжительных игровых сессий мозг испытывает значительную когнитивную нагрузку, что со временем приводит к утомлению и снижению точности принимаемых решений. Поэтому исследователи все чаще изучают способы поддержания внимания без использования сильных стимуляторов, таких как кофеин или сахар. Как выяснила команда ученызх в составе Шиона Такахаши, Ватара Косуги, Сейичи Мизуно и Такаши Мацуи, неожиданным помощником в поддержании концентрации может оказаться обычная несладкая газированная вода. Результаты их исследования показали, что сильно карбонизированная вода способна помогать геймерам сохранять ментальный фокус во время длительных игровых сессий. Примерно через три часа непрерывной игры у многих участников начинает проявляться так называемая когнитивная усталость. Она выражается в замедлении реакции, снижении точности решений и общем ос ...>>

Случайная новость из Архива Самообучаемый нейроморфный процессор Intel Loihi 08.10.2017 Компания Intel рассказала о разработке, которая может ускорить приложения искусственного интеллекта и расширить область их применения. Это процессор под условным наименованием Loihi, который сам производитель характеризует как "самообучаемый" и "нейроморфный". Как утверждается, принципы работы Loihi аналогичны тем, по которым работает человеческий мозг. Процессор обучается, используя разные типы обратной связи. В результате он становится "умнее" непосредственно в процессе работы, исключая привычный для нынешних систем ИИ этап обучения. Архитектура Loihi напоминает нейронную сеть, в которой импульсы в синапсах служат для создания и укрепления связей между нейронами. Интеллектуальное поведение становится результатом кооперативного и конкурентного взаимодействия между участками сети и внешним миром. Тестовый чип Loihi включает цифровые схемы, воспроизводящие работу базовых элементов мозга, что позволяет ускорить машинное обучение при одновременном снижении энергопотребления. C одной стороны, используемый подход позволяет процессору обучаться автономно и в реальном времени, не дожидаясь обновления, поступающего из облака, а с другой - радикально повысить скорость работы. По оценке Intel, обучение Loihi происходит в 1 млн раз быстрее по сравнению с другими нейронными сетями, если сравнивать общее число операций, необходимое для достижения заданной точности при решении задач распознавания MNIST. Более того, по сравнению с такими подходами как сверточные нейронные сети и нейронные сети глубокого обучения, Loihi затрачивает существенно меньше ресурсов для решения той же задачи. Что касается энергетической эффективности, Loihi в 1000 раз превосходит процессоры общего назначения, используемые в обычных обучаемых системах. Процессор, изготавливаемый по 14-нанометровой технологии, включает 130 000 нейронов и 130 млн синапсов. Intel обещает в первой половине 2018 года предоставить Loihi ведущим университетам и исследовательским институтам, специализирующимся на разработке ИИ.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026