長三角G60鐳射聯盟導讀

據悉，首爾國立大學機械工程系教授Seung Hwan Ko領導的一個研究小組開發了一種新技術，利用鐳射誘導石墨烯在環保且可生物降解的商業紙上檢測食品溫度和新鮮度。

圖形摘要。來源：Applied Materials Today （2022）。 DOI： 10。1016/j。apmt。2022。101589

環境和食品安全是食品行業的全球性問題。據綠色和平組織（Greenpeace）2021的資料，78%的家庭塑膠垃圾來自含有食品的包裝。因此，由於過度使用塑膠，嚴重的環境問題加劇了。

星巴克（Starbucks）、可口可樂（Coca-Cola）和麥當勞（McDonald’s）等跨國公司推出了基於紙張的可生物降解杯子、瓶子和吸管，引領了環保創新技術的發展。為了解決食品工業中的這些複雜問題，需要環保食品包裝和實時監控技術。

LIPS的原理圖及LIG的表徵。

食品儲存和監測技術的最新進展使食品工業中的各種應用成為可能。然而，對於大多數當前的食品狀況檢測平臺，必須在食品儲存容器上附加一個感測器，並且所使用的感測器通常是非生物降解材料，這在環保方面也存在問題。

高教授領導的研究小組在商用牛奶卡通上製作了鐳射輻照石墨烯感測器，並開發了一個透過檢測來自食品的氣體來檢測食品新鮮度的平臺。此外，在條形碼背面製作了一個基於紙張的鐳射誘導石墨烯感測器，可以透過手機實時監測肉類的新鮮度。此外，透過以相同方式在普通紙杯上製造感測器，檢測所含液體的溫度，可以向用戶提供食品的熱資訊。

Ko教授領導的研究小組專注於鐳射誘導石墨烯。研究小組開發了一種透過區域性熱反應合成石墨烯的技術，方法是在碳基環保紙基材上照射鐳射。因此，感測器直接在用於食品包裝的纖維素基片上生產，無需額外處理，從而建立了一個能夠連續實時檢測食品狀態的平臺。

最佳化LIG成型工藝引數。

鐳射誘導石墨烯是碳奈米管、富勒烯和鑽石等碳的同素異形體之一。它具有優異的電子遷移率，使LIG能夠感測溫度，並具有高的比表面積，使其能夠很好地檢測氣體分子。

如果大多數食物沒有在適當的溫度下儲存，它們會隨著病原體在食物中生長而釋放氣體。換言之，持續監測食物的溫度是很重要的，因為儲存溫度決定了食物的未來狀態。此外，如前所述，由於大多數食品在分解時會釋放氣體，因此可以透過檢測釋放的氣體來確定食品的新鮮度。也就是說，透過掌握食物的新鮮度和溫度，可以獲得食物的當前和未來狀態的資訊。

本研究開發的基於紙張的食品溫度和新鮮度感測平臺有望透過提供食品當前和未來狀態的資訊來解決與環境和安全相關的食品問題。研究小組透過檢測食品變質訊號，並在各種熱環境下檢測食品溫度，從而演示了實際的食品變質情況。

用於檢測溫度和TMA氣體的彩色紙上的LIG電路的獨特特性和效能評價。

Ko說“這項成果是一項符合全球綠色新政趨勢的研究，預計將為解決食品行業環境和安全相關問題的技術發展提供寶貴的資產和見解。此外，食品行業有望將其作為一種生態友好、可生物降解的溫度材料應用於各個工業領域和氣體感測器。”

研究結果發表在《Applied Materials Today》上。