Gıda bozulmasını tespit eden akıllı çip
Gıda bozulması, gıdaların besin değerini, lezzetini, görünümünü ve güvenliğini azaltan bir süreçtir. Gıda bozulması, gıdaların içindeki veya üzerindeki mikroorganizmalar, enzimler, oksidasyon veya ısı gibi faktörlerden kaynaklanabilir. Gıda bozulması, insan sağlığı için ciddi riskler oluşturabilir ve gıda israfına yol açabilir.
Gıda bozulmasını tespit etmenin bir yolu, gıdaların kokusunu algılamaktır. Gıdalar bozuldukça, kimyasal bileşimleri değişir ve farklı gazlar üretir. Bu gazlar, gıdanın kokusunu etkiler ve insan burnu tarafından algılanabilir. Ancak, insan burnu her zaman hassas ve güvenilir değildir. Bazı gazlar çok düşük konsantrasyonlarda üretilir ve insan burnu tarafından fark edilemez. Ayrıca, insan burnu diğer kokularla karıştırabilir veya alerji veya hastalık gibi durumlarda işlevini kaybedebilir.
Bu nedenle, araştırmacılar gıda bozulmasını tespit edebilen ve bozulma süreci boyunca sürekli olarak gerçek zamanlı koşullar sağlayan, koku algılama birimlerine sahip, enerji açısından verimli, bilgi işlem tabanlı bir çip geliştirdiler. Sistem , Advanced Science dergisinde yayınlanan bir çalışmada açıklanmaktadır .
Geçmişte başka elektronik burunlar veya yapay koku alma sistemleri (AOS’ler) geliştirildi, ancak bunların yüksek enerji tüketimi, zaman gecikmeleri ve veri kaybı dahil olmak üzere çok sayıda sınırlaması var. Bu sistemler genellikle algılama ve hesaplama birimlerini ayrı ayrı kullanır ve bu da verimlilik ve doğruluk açısından sorunlara yol açar.
Bu çalışmada geliştirilen AOS ise çok az enerji gerektirir ve algılama ve hesaplama birimlerini aynı çip üzerinde entegre eder. Böylece, geleneksel sistemlere göre daha hızlı ve daha doğru sonuçlar elde eder. Ayrıca, sistemin boyutu da çok küçüktür ve giyilebilir veya taşınabilir cihazlara kolayca yerleştirilebilir.
Sistem, yüksek proteinli gıda bozulma belirteçleri olan hidrojen sülfit ve amonyak gazlarını çok düşük seviyelerde bile algılayan ince çinko oksit filmleri kullanarak gıda bozulmasını tespit eder. Bu filmler, gazların konsantrasyonuna bağlı olarak elektriksel dirençlerini değiştirir ve bu da çipin okuyabileceği bir sinyal üretir.
Araştırmacılar bunu tavuk bonfilenin bozulma süreci sırasında test ettiğinde sistem, zaman içindeki tazelik puanlarını ve gıda koşullarını sürekli olarak takip etti. Sistem ayrıca kablosuz olarak bir akıllı telefona bağlanabilir ve kullanıcıya gerekli bilgileri gönderebilir.
Platform, gaz algılayan malzemeler ve diğer parametreler ayarlanarak çeşitli uygulamalar için kullanılabilir. Örneğin, farklı gazları algılayabilen filmler kullanılarak farklı gıda türlerinin bozulması tespit edilebilir. Ayrıca, sistem çevresel izleme, sağlık izleme veya güvenlik gibi diğer alanlarda da kullanılabilir.
Seul Ulusal Üniversitesi’nden ilgili yazar PhD Jong-Ho Lee, “Yapay koku alma sistemimiz, algılama ve işleme birimleri entegre olduğundan ve biyolojik bir koku alma sistemi gibi eş zamanlı çalıştığından dolayı son derece enerji ve alan açısından verimlidir” dedi.
Bu akıllı çipin gıda güvenliği ve kalitesi için büyük bir potansiyel taşıdığı söylenebilir. Geliştiriciler, sistemi ticarileştirmek ve daha geniş bir pazara sunmak için çalışmalarına devam ediyorlar.
