微型pH传感器可能成为包装食品的下一代新鲜度预测器

忘记鲑鱼或酸奶上的有效期。SMU(南卫理公会大学)的一名研究生开发了一种微型pH传感器，可以实时判断食物何时变质。

柔性pH传感器的长度仅为2毫米，宽度为10毫米，因此可以将该传感器整合到当前的食品包装方法中，例如塑料包装。行业通常使用体积更大的仪表(大约1英寸长x5英寸高)来测量pH值，因此它们不适合包含在每个食品包装中以实时监测其新鲜度。

“我们开发的pH传感器像小型无线射频识别设备一样工作——类似于您在机场或SMUID中检查行李标签后发现的东西。每次带有我们设备的食品包装通过检查站时，例如航运物流中心、港口、大门或超市的入口，它们可以被扫描，数据可以被发送回跟踪它们pH水平的服务器，”KhengdauliuChawang博士说。SMU莱尔工程学院的学生和该设备的主要发明者。“这种配置将允许在从农场到消费者家中的整个旅程中持续监测pH值并准确检测新鲜度限制。”

根据联合国粮食及农业组织的数据，全世界每年生产的大约13亿公吨食物未被食用。据FeedingAmerica估计，美国近40%的食物(约1300亿顿饭)被浪费了。

Chawang是电气和计算机工程专业的研究生，他来自印度的偏远地区那加兰邦，那里的人口严重依赖农作物。

Chawang说：“那加兰邦的食物浪费意味着儿童营养不良，需要老年人进行额外的实地工作以弥补损失。”“防止食物浪费的需要促使我想到开发一种不昂贵或劳动密集型的设备，它是一次性的并且可以检测新鲜度。”

食物浪费不仅导致粮食不安全和食品制造商的利润损失，而且对环境也有害。美国环保署在2021年报告说，在美国运输所有未食用的食物向大气排放的二氧化碳量与42座燃煤电厂排放量大致相同。

在2022年IEEE传感器大会上，电气和电子工程师协会(IEEE)的大创意竞赛授予Chawang最佳女性企业推介奖，以表彰她在J.-C.的支持下建立的发明。Chiao，玛丽和理查德邓普顿百年纪念，莱尔学院电气与计算机工程系教授。

SMU研究生KhengdauliuChawang开发了一种微型pH传感器，可以实时判断食物何时变质。创建该设备对Chawang来说是个人的。学分：新加坡管理大学

怎么运行的

Chawang解释说，食物新鲜度与pH值直接相关。例如，pH值高于正常范围的食物表明食物已变质，因为真菌和细菌在高pH值环境中大量繁殖。因此，在生产和运输过程中，食品储存过程中pH值的突然变化可能预示着食品可能变质。

pH值是通过物质或溶液中氢离子的浓度来衡量的。

由于氢离子是带电分子，Chawang的pH传感器内的电极可以检测食物中氢离子浓度产生的电荷，并使用所谓的能斯特方程将水平转换为pH值。

Chawang说，pH传感器已经成功地在鱼、水果、牛奶和蜂蜜等食品上进行了测试。正在进行更多测试。

该传感器由极少量的生物相容性材料制成，并在柔性薄膜上使用印刷技术。

“整个过程类似于印刷报纸。加工过程不需要昂贵的设备或半导体无尘室环境，”乔教授说。“因此，成本很低，并且使传感器成为一次性的。”

Chiao和研究生Chawang正在研究他们开发的用于监测食物的电极装置是否也可用于确保奶酪和葡萄酒的可靠发酵。此外，Chawang说，同样的技术在检测皮肤上使用的败血症或伤口感染的早期预警信号方面可能具有潜在的应用价值。

Chiao于2018年加入SMU，因其在闭环疼痛管理系统和胃动力管理等医疗应用中使用电磁波的研究而广受认可。

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