预防新的传感器能​​帮助食物垃圾

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监测植物激素乙烯可以揭示当水果和蔬菜是ag真人平台注册破坏。

如鲜花盛开和水果成熟时,就会释放一种无色,香喷喷的气体称为乙烯。ag真人平台的化学家现在已经创建了一个微小的传感器可以检测到埃斯特气体浓度低至每十亿15份,他们认为可能是预防性的食品腐败有用。

该传感器由半导体哪些汽缸被称为碳纳米管,因为它们是运输和储存可用于显示器的水果和蔬菜,有助于减少食物废料制成的,说: 蒂莫西锻细机,约翰d。在ag真人平台的化学教授麦克阿瑟。

“有一个更好的食物管理和减少餐厨垃圾持续需求,”锻细机说。 “人左右的水果运输想知道它是如何在运输过程中做的,需要采取他们是否采取措施压低当他们乙烯运输它。”

除了STI作为植物激素的自然作用,乙烯是当今世界上应用最广泛制造有机化合物和用于制造产品:如塑料和服装。乙烯探测器也可用于监测乙烯制造业的这一类是有用的,研究人员说。

锻细机是这项研究的资深作者,这在今天的杂志上出现 ACS中心。ag真人平台博士后方达里尔是论文的第一作者,ag真人平台研究生少雄(列侬)罗和访问学者安德烈拉斐拉大西尔韦拉也创作的。

成熟与否

乙烯是大多数植物,把它作为一种激素以刺激经济增长,成熟,和其生命周期的其他关键阶段产生的。香蕉,例如,增加生产以乙烯为熟的量和所变成褐色他们,和鲜花生产它,因为他们准备绽放。产生和在应力下花可以过量生产乙烯,导致他们成熟或萎过早。据估计,每年美国他们的水果和蔬菜腐败变质的12%输超市,据美国农业部。

在2012年,纳米管锻细机的实验室开发的乙烯传感器几十包含数千煤炭的阵列。这些煤液压缸,使电子沿他们流动,但增加的铜原子的研究人员减慢电子流。当乙烯的存在,其结合到铜减慢原子和电子甚至更多。 ESTA测量可以揭示多少减速存在乙烯。然而,这种传感器只能检测水平下降到十亿分之500个的乙烯部分,由于传感器含有铜,可能他们是由氧腐蚀,最终成为和停止工作。

“仍然没有乙烯商用好的传感器,”锻细机说。 “的管理方式长期存储,像苹果或者土豆任何一种产品,人们希望能够测量,以确定是否乙烯ITS很瘀模式或者如果它的成熟。”

锻细机和方创建了一个新的乙烯传感器的即基于碳纳米管也工作,但通过一个完全不同的机制,称为瓦克氧化。 INSTEAD OF装有一个金属:如铜结合直接将乙烯,他们使用的金属催化剂称为钯这增加氧对乙烯在这个过程被称为氧化。

作为钯催化剂进行氧化ESTA,催化剂暂时获得电子。然后钯这些附加通行证电子的碳纳米管,使得它们更导电。通过测量在电流流动的变化所引起的,研究人员可以检测乙烯的存在。

的传感器响应乙烯曝光的几秒钟内,和11的气体消失,传感器返回到基线电导率ITS在几分钟之内。

“你拨动金属的两种不同状态之间,而不再是11乙烯那里,它从短暂的推移也就是说,富电子的状态恢复到原来的状态,”方说。

“乙烯检测瓦克氧化催化体系的再利用是一个非常聪明的,从根本上跨学科的想法,说:”扎卡里威肯斯,化学在威斯康星大学的助理教授,他是不是在研究涉及。 “研究小组借鉴了最近修改到瓦克氧化,以提供稳健的催化体系,它掺入基于碳纳米管的设备,以提供显着的选择性和简单的乙烯传感器”。

在绽放

测试传感器的能力,研究人员沉积在碳纳米管和其他传感器部件在载玻片上。他们用它来监视然后乙烯生产两种类型的鲜花 - 康乃馨和紫色洋桔梗。他们乙烯生产测量五天,使他们能够跟踪水平和乙烯厂开花之间的关系。

在他们的康乃馨的研究中,研究人员发现,在对实验的第一天,乙烯浓度迅速秒杀了,花儿在此之后不久,开花,都在一两天。

紫洋桔梗花显示,开始了第一天的乙烯更逐渐增加,并在一直持续到第四天,当它开始下降。相应地,花争艳被分散在好几天了,有的还没有在实验结束开花。

无论是研究的研究人员还植物性食物包同前来对乙烯产生任何影响的花朵。他们发现,鉴于乙烯生产和开花轻微的延迟,这表现为食品厂,但效果并不显著(只有几个小时)。

MIT的研究小组已经申请在新的传感器的专利。这项研究是由美国国家科学基金会,美国资助军队工程师研究和技术开发中心,环境质量计划,加拿大自然科学和工程研究理事会和圣保罗研究基金会。