Φθηνή και ασφαλής τεχνολογία με βρώσιμα υλικά που δίνει πληροφορίες για το ιστορικό αποθήκευσης ενός κατεψυγμένου προϊόντος.
Η ακατάλληλη κατάψυξη των τροφίμων συνιστά κίνδυνο για τους καταναλωτές, προκαλεί σπατάλη τροφίμων και επηρεάζει αρνητικά το περιβάλλον. Επιπλέον το να γνωρίζουμε εάν ένα κατεψυγμένο τρόφιμο έχει αποψυχθεί κατά τη διάρκεια της μεταφοράς και της συντήρησής του και έχει καταψυχθεί εκ νέου, ήταν μέχρι σήμερα εντελώς αδύνατο. Όμως, Ιταλοί επιστήμονες ανέπτυξαν συσκευή από βρώσιμα υλικά, όπως επιτραπέζιο αλάτι, κόκκινο λάχανο και κερί μέλισσας, που μπορεί να ανιχνεύσει συμβάντα απόψυξης που λαμβάνουν χώρα σε θερμοκρασίες και κάτω από το 0. Η συσκευή ως αισθητήρας, μπορεί να μετρήσει τη διάρκεια της έκθεσης σε θερμοκρασίες πάνω από το όριο, ενώ ως ανιχνευτής, μπορεί να παρέχει ένα σήμα ότι υπήρξε έκθεση σε ακατάλληλες χαμηλές θερμοκρασίες. Οι ερευνητές λένε πως ο αισθητήρας θα μπορούσε να είναι ιδιαίτερα χρήσιμος για έξυπνες συσκευασίες, οι οποίες μπορούν να παρέχουν πρόσθετες πληροφορίες για το προϊόν, όπως το ιστορικό της κατάστασης αποθήκευσης.
Η διατήρηση των τροφίμων σε σωστή θερμοκρασία κατά τη μεταφορά και αποθήκευση είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της γεύσης και της ποιότητάς τους, τη μείωση του κινδύνου τροφικής δηλητηρίασης και την ελαχιστοποίηση της σπατάλης. Ενώ οι ερευνητές έχουν αναπτύξει συσκευές που ειδοποιούν τους κατασκευαστές όταν τα κατεψυγμένα τρόφιμα εκτίθενται σε ανεπιθύμητες θερμοκρασίες, υποδεικνύουν μόνο αλλαγές πάνω από το μηδέν. Για τη δημιουργία ενός αισθητήρα για κατεψυγμένα προϊόντα, μια λύση θα μπορούσε να είναι η χρήση υλικών με ηλεκτρικές ιδιότητες που μεταβάλλονται κατά την τήξη. Θα ήταν επίσης ιδανικό εάν τέτοιες αλλαγές μπορούσαν να παράγουν ένα σήμα, όπως μια ορατή αλλαγή χρώματος. Επιπλέον, μια βρώσιμη ηλεκτρονική συσκευή, η οποία χρησιμοποιεί μόνο τρόφιμα και αναλώσιμα εξαρτήματα, θα ήταν ο ασφαλέστερος τρόπος παρακολούθησης των τροφίμων. Έτσι, ο Ivan Ilic, ο Mario Caironi και οι συνεργάτες του ξεκίνησαν να αναπτύξουν τον πρώτο πλήρως βρώσιμο αισθητήρα για κατεψυγμένα τρόφιμα.
Οι ερευνητές ξεκίνησαν κατασκευάζοντας μια συσκευή που δίνει σήμα ότι υπήρξε έκθεση σε θερμοκρασίες πάνω από το όριο, που παράγει ηλεκτρικό ρεύμα καθώς αποψύχεται, συνδέοντας ηλεκτρόδια μαγνησίου και χρυσού μέσω ενός διαλύματος ηλεκτρολύτη που κρατήθηκε σε ένα πλαστικό δοχείο. Δοκίμασαν τη συσκευή με διαλύματα κατεψυγμένων βρώσιμων ηλεκτρολυτών, συμπεριλαμβανομένου επιτραπέζιου αλατιού και αλάτων που περιέχουν ασβέστιο, και τροφές πλούσιες σε ηλεκτρολύτες, όπως σταφύλι, πεπόνι και μήλο. Καθώς τα διαλύματα άρχισαν να ξεπαγώνουν, διοχέτευαν ρεύμα μεταξύ 0 και -50 °C το οποίο οι ερευνητές λένε ότι θα μπορούσε να ρυθμιστεί με ακρίβεια, με βάση την ποσότητα και την ταυτότητα του αλατιού. Στη συνέχεια, αυτή η συσκευή συνδέθηκε με ένα σύστημα αλλαγής χρώματος, που περιείχε ηλεκτρόδια κασσίτερου και χρυσού και χυμό κόκκινου λάχανου, που παρήγαγε μια μη αναστρέψιμη μετατόπιση από το κοκκινωπό μωβ στο μπλε όταν εφαρμόστηκε ρεύμα.
Στο τελευταίο βήμα, η ομάδα έβαλε όλα τα εξαρτήματα μαζί σε ένα μπλοκ κεριού μέλισσας που συγκρατούσε τα διαλύματα ενεργοποιημένης θερμοκρασίας και δείκτη σε ξεχωριστούς θαλάμους και έδειξε ότι η αυτοτροφοδοτούμενη συσκευή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για παρακολούθηση κατεψυγμένων τροφίμων. Οι ερευνητές λένε ότι ο αισθητήρας proof-of-concept ανοίγει το δρόμο για τη χρήση βρώσιμων υλικών σε φθηνές, ασφαλείς τεχνολογίες που προειδοποιούν τους πελάτες για το ιστορικό αποθήκευσης ενός κατεψυγμένου προϊόντος.
Οι συγγραφείς αναγνωρίζουν τη χρηματοδότηση από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας, το πρόγραμμα Horizon 2020 της Ευρωπαϊκής Ένωσης και τη Δραστηριότητα Αειφορίας του Istituto Italiano di Tecnologia.
