麻省理工研发微型乙烯传感器，可帮助监测食物变质问题
2020/3/23 9:05:21
作者：Null 来源：传感器专家网 2020-03-20 09:54:04
摘要：据外媒报道，麻省理工学院的化学家们创造了一种微型传感器，可以检测乙烯气体，这种气体可以指示水果何时成熟，研究人员们认为这对防止食物变质很有用。
关键词：乙烯传感器[0篇] 监测食物变质[0篇]
据外媒报道，麻省理工学院的化学家们创造了一种微型传感器，可以检测乙烯气体，这种气体可以指示水果何时成熟，研究人员们认为这对防止食物变质很有用。
麻省理工学院的化学家们创造了一种微型传感器，该传感器可以检测到乙烯（一种通过成熟果实和盛开的花朵而产生的气体），他们认为这对防止食物变质很有用。（麻省理工学院）
斯瓦格是这项研究的资深作者，该研究发表在《美国化学学会中央科学》杂志上，其他作者包括Darryl Fong（主要作者）、麻省理工学院研究生邵雄（列侬）和访问学者Rafaela Da Silveira Andre。根据麻省理工学院网站上的一篇文章，该传感器可以检测到低至十亿分之十五的乙烯浓度，这种传感器由一种叫做碳纳米管的半导体圆柱体制成，可用于监测水果和蔬菜的运输和储存过程。
斯瓦格（Swager）在文章中说：“人们一直需要更好的食品管理和减少食品浪费。运送水果的人想知道水果在运输过程中的情况，以及运输过程中是否需要采取措施降低乙烯含量。”
研究人员认为，乙烯是大多数植物产生的，它们利用乙烯作为激素来刺激生长、成熟和生命周期的其他关键阶段。在压力下生产和开花会过度产生乙烯，导致它们过早成熟或枯萎。据美国农业部（U.S.Department of Agriculture）估计，美国超市每年因变质而损失约12%的水果和蔬菜。
2012年，斯瓦格的实验室开发了一种乙烯传感器，其中含有数万个碳纳米管阵列。这些碳圆柱体允许电子沿着它们流动，但研究人员添加了铜原子，减缓了电子的流动。当乙烯存在时，它会与铜原子结合，使电子的速度更慢，测量这种减速可以揭示乙烯的含量。但是，这种传感器只能检测到乙烯含量低至每十亿分之500，而且由于传感器含有铜，它们很可能最终被氧气腐蚀而停止工作。
在此基础上，近日斯瓦格创建了一种新型的乙烯传感器，这种传感器也基于碳纳米管，但通过一种完全不同的机制（称为Wacker氧化）工作。他们没有使用直接与乙烯结合的铜之类的金属，而是使用了一种称为钯的金属催化剂，该催化剂在称为氧化的过程中将氧气添加到乙烯中。
为了测试传感器的性能，研究人员将碳纳米管和其他传感器组件放置在玻璃载玻片上。然后他们用它来监测两种花卉康乃馨和紫花向日葵的乙烯产量生成。他们在5天内测量了乙烯的产量，使他们能够追踪乙烯水平与植物开花之间的关系。
在对康乃馨的研究中，研究人员发现，在实验的第一天，乙烯浓度迅速上升，然后不久，一两天内就开花了。紫色桔梗花显示乙烯在第一天开始逐渐增加，并持续到第四天，乙烯开始下降，相应地，花朵的开花期分散了好几天，到实验结束时还没有开花。
研究人员还研究了鲜花附带的植物食物包是否影响乙烯的产生。他们发现，食用这种食物的植物在乙烯产生和开花方面表现出轻微的延迟，但效果并不显著（仅几个小时）。
