麻省理工学院的化学家设计出一种低成本便携式传感器，可检测腐肉释放的气体，让消费者判断杂货店或冰箱里的肉是否安全可食用。
麻省理工学院约翰·D·麦克阿瑟化学教授蒂莫西·斯威格表示，这种由经化学修饰的碳纳米管构成的传感器可用于“智能包装”，提供比包装上保质期准确得多的安全信息。
他补充说，这种传感器还有助于减少食物浪费。“人们总是在扔掉一些很可能并没有变坏的东西。”斯威格是本周发表于《 Angewandte Chemie》、介绍这种新传感器的论文的资深作者。
论文第一作者是研究生索菲·刘。其他作者包括前实验室技术员亚历山大·佩蒂和博士后格雷厄姆·萨扎马。
这种传感器与斯威格实验室近年来开发的其他碳纳米管器件类似，其中包括一种 能够检测水果成熟度的器件。所有这些器件的工作原理都相同：通过化学修饰碳纳米管，使其传导电流的能力在特定气体存在时发生变化。
在本研究中，研究人员用含金属的化合物修饰碳纳米管，这些化合物称为金属卟啉，其中含有一个中心金属原子，并与若干含氮环相连。血红蛋白负责在血液中携带氧气，它是一种以铁为中心原子的金属卟啉。
对于这种传感器，研究人员使用了中心含钴的金属卟啉。金属卟啉很容易与称为胺的含氮化合物结合。研究人员特别关注所谓的生物胺，例如腐胺和尸胺，它们由腐败的肉类产生。
含钴卟啉与这些胺中的任何一种结合时，都会增加碳纳米管的电阻，这一变化很容易测量。
刘说：“我们利用这些卟啉制造一种非常简单的器件，在器件两端施加电势，然后监测电流。当器件接触到胺——也就是肉类腐败的标志物——时，器件中的电流就会降低。”
在这项研究中，研究人员用四种肉类测试了传感器：猪肉、鸡肉、鳕鱼和鲑鱼。他们发现，冷藏时，这四种肉类都能在四天内保持新鲜。未冷藏时，所有样品都会腐败，但速度各不相同。
还有其他传感器能够检测肉类腐败迹象，但它们通常是大型、昂贵的仪器，而且需要专业知识才能操作。斯威格说：“我们的优势在于，这些传感器成本最低、体积最小，也最容易制造。”
并非研究团队成员、密封空气公司（Sealed Air）高级科学研究员罗伯托·福洛尼说：“使用低成本传感器实时测量肉类和鱼类产品的新鲜度，具有多项潜在优势，包括预防食源性疾病、提高整体客户满意度，以及减少杂货店和消费者家中的食物浪费。”密封空气公司是主要的食品包装供应商。
这种新器件所需功率也很低，并可集成到斯威格实验室最近开发的 无线平台中 ，该平台可让普通智能手机读取此类碳纳米管传感器的输出。
研究人员已就这项技术申请专利，并希望将其许可用于商业开发。这项研究由美国国家科学基金会和美国陆军研究办公室通过麻省理工学院士兵纳米技术研究所资助。
本文由 麻省理工学院新闻合作发布。本文的发布并不意味着世界经济论坛认可其中的观点。
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作者：安妮·特拉夫顿是麻省理工学院新闻的撰稿人。
图片：这款麻省理工学院器件以经修饰的碳纳米管为基础，可检测腐败肉类产生的胺。麻省理工学院
