Posljednjih godina, biološke i biomaterijalne mikrokavativnosti i mikrolazari privukli su veliku pažnju zbog svog potencijala u praćenju, označavanju, biološkom otkrivanju, staničnom barkodiranju, informacijskoj sigurnosti i anti-spojevima . Međutim, nijedno istraživanje nije usredotočeno na stvaranje laserskih tvari iz njihovih sitnih tvari, u posljednje vrijeme, u posljednje vrijeme, opsceljive, u posljednje vrijeme, opscene su da su im addveble tspensja. {}}}.. {}} {}} {}} .... {2} {2} {2}. Materijali, razvijajući mikrolasarski sustav izrađen u potpunosti od jestivih tvari, uspješno ugrađujući barkodove i senzore izravno u hranu i stvara novi tehnički put za nadzor sigurnosti hrane . Ovo istraživanje značajno poboljšava sljedivost, sigurnost i praćenje hrane i lijekova, kao i ne odivi proizvodi, i pružaju novonamjensko uvršteno u okoliš, a pruža i ne oviljava proizvoda, a pruža i ne ovisiva sredstva, kao i ne odivi se i pružaju farma Aplikacije .
Kako napraviti jestive mikrolazare?
Laseri se uglavnom sastoje od tri komponente: izvor pumpe, medij za dobitak i rezonantna šupljina . Medij za dobitak je fluorescentna boja koja pruža optički dobitak kroz stimuliranu emisiju {}} Studija je pokazala dvije vrste mikrokavativanja: WHASPERING GALERY (WGM) i FABRY-PROT (FABRY-PROT Izvor svjetlosti, poput pulsiranog lasera . Kad optički dobitak u šupljini premašuje optički gubitak, sustav dosegne laserski prag i emitira lasersku svjetlost . jestive tvari koje se koriste u medijima . su i oni koji su uobičajeni i namirnu, a oni su uobičajeni u studiji, a oni su uobičajeni u studiji, a oni su uobičajeni u studiji {6}.. Korištene tvari nisu kemijski modificirane ni na koji način, tako da se vizualni izgled, okus i prehrambena vrijednost proizvoda ne značajno mijenjaju, a njegova vrijednost okoliša se održava .
Istraživački tim sustavno je pregledao odobrene aditive u hrani i na kraju identificirao nekoliko ključnih materijala za lasersko dobivanje:
- Obitelj klorofila: Studija je utvrdila da kvantni prinos klorophyl-a u ulju suncokreta dosegao je 0 . 3, što je dovoljno za podršku laserskoj emisiji . Koncentracija klorofila prirodno sadržana u maslinovom ulju može postići laserski učinak bez potrebe za dodatnim tvarima.
- Vitamin B2 (riboflavin): S kvantnim prinosom od 0 . 27, dobro se snalazi u vodenoj otopini i pruža idealan laserski medij za proizvode na bazi vode.
- Karmin: Ovo tradicionalno bojanje hrane pokazuje dobre laserske performanse u masnom okruženju, proširujući svoj raspon primjene .
Inovativni dizajn arhitekture laserske šupljine
The choice of resonant cavity materials depends on the configuration and function of the microlaser. Usually these materials should be transparent, and in some configurations, they need to have a high refractive index or be reflective when used as a mirror, so various oils, butter, agar, gelatin, chitosan and thin silver leaves can be used to make the cavity. In terms of laser cavity design, Istraživački tim pokazao je dvije inovativne arhitekture:
Šappeni način galerije (WGM): Koristeći optički ukupni utjecaj unutarnjeg refleksije uljanih kapljica ili čvrstih mikrosfera, WGM-ovi obično imaju vrlo visoke Q faktore ., istraživački tim postigao je lasing pomoću 2 mm klorofil-A ili 4 mm karmin, otopljen u uljanom ulju {{4}, s obzirom na prosjek od 9. 4.5 μJ and a standard deviation of 0.2 μJ. The minimum droplet size required to achieve lasing is about 35 μm. In addition to pure chlorophyll-A, non-purified chlorophyll mixtures extracted from spinach and even pure olive oil can also emit lasing from oil droplets in Voda, ali prag lasiranja je oko tri puta veći . maslinovo ulje prirodno sadrži dovoljno klorofila da se koristi kao laser u obliku kapljica ulja bez dodavanja bilo koje druge tvari. Vrhovi WGM -a također su primijećeni u spektru ispod praga laziranja kada se uzbuđuju pomoću lasera kontinuiranog vala (CW) ili diode koja emitira svjetlost (LED).
Fabry-perot (FP): Linearna šupljina koja se sastoji od dva ogledala s dobitkom između njih . Predloženi FP jestivi laser koristi jestiva srebrna lišća kao reflektori, agar ili želatin kao strukturna potpora, a prostor između ogledala ispunjen je 2 mm -klorofil -assualing ulje ili 5 mm u ribolinu u affatu Ispunjeno sunčevim uljem dopiranim klorofilom pumpao je pulsiranim laserom, oštrim, podjednako raspoređenim vrhovima pojavio se u spektru emisije iznad energije praga za lasing od 6 µJ, što ukazuje na prisutnost laska u šupljini FP, sa prosječnim lazalnim pragom i 5} 9}. Laziranje je također postignuto korištenjem šupljine napunjene vodenom otopinom natrijevog fosfata riboflavina.
Neponotni precizni barkod
Ova studija pokazuje precizne informacije o kodiranju sposobnosti jestivih mikrolasera . Monodisperzne kapljice pripremljene mikrofluidikama imaju koeficijent varijacije veličine od samo 0 . 2%{{2}%, koji mogu postići ograničenje veličine nanoskale {5. Spektroskopija s pogreškom od samo 1 {. 2 nm {. Istraživački tim razvio je 14- binarni sustav binarnog kodiranja koji može teoretski generirati 16,384 jedinstvene identifikacijske kodove . Dovoljno je da se podatak za širim podacima, a datum proizvodnja, i izrada, proizvodnja. Zbog fizičkih ograničenja postupka pripreme, ovo je kodiranje fizički nepodmirivo, pružajući vrhunsku zaštitu protiv obračuna za proizvode visoke vrijednosti.
U stvarnom demonstraciji, istraživački tim uspješno je kodirao "Međunarodni dan za zaustavljanje otpada s hranom, 26. travnja 2017." u konzervirane breskve . Cijeli postupak kodiranja zahtijeva samo 5 μl ulja suncokreta, a energetski doprinos 500 ml proizvode je neznatno (samo jedan .}}}}}}}}}}}}}}}}}} 00}}}}}}}} 00}} 00}} 00}}}}}}}}} 00} 00} 00} qcl Informacije se i dalje mogu savršeno pročitati.
Multifunkcionalno senzorno nadgledanje sigurnosti hrane
Pored funkcije za provjeru anti-counterterfeiting, sustav također pokazuje snažne senzorske mogućnosti, pružajući metodu praćenja u stvarnom vremenu za sigurnost hrane:
Precizno mjerenje koncentracije šećera: Pomoću osjetljivosti WGM šupljine na indeks loma okolnog medija, postiže se mjerenje koncentracije šećera s točnošću od 0 . 2%, što je usporedivo s performansama komercijalnih refraktometara {}}} To je od velikog značaja za kontrolu proizvoda i vina i vina.
Dinamično praćenje vrijednosti pH: Kroz ekspanziju filma o hitozanu koji reagira na pH, detekcija pH s točnošću 0 . 05 pH jedinica postiže se . U eksperimentu kvare u mlijeku, kontinuirana promjena vrijednosti pH tijekom nekoliko dana uspješno je praćena, pružajući novi alat za predviđanje mljekara.
Otkrivanje rasta mikroba: Inovativna upotreba želatina obogaćenog hranjivim tvarima kao senzorskog medija, kada želatinaza proizvedena od bakterija razgrađuje strukturu, laserski signal nestaje, intuitivno ukazuje na mikrobnu kontaminaciju ., ovaj "samozakonizni" koncept {3} za rani način rane hrane.
Indikacija izloženosti temperaturi: Jestive masti s različitim taljenim točkama koriste se za izradu komponenti osjetljivih na temperaturu . Jednom izložene temperaturi iznad postavljene temperature, struktura se trajno mijenja, pružajući nepovratnu metodu snimanja za nadzor transporta hladnog lanca .
Sažetak i izgledi
Ova studija pokazala je nekoliko jestivih lasera i njihove primjene u poboljšanju sigurnosti hrane i lijekova . Bila je to prvo sustavno proučavanje jestivih laserskih boja i mikrokavacija, pokazujući dvije vrste mikrokavata: šaptanje načina galerije i fabrika-perot-a, provjeravanja, dodatnih sredstava, a bar se u skladu s onima, a bar. Ova se tehnologija također može primijeniti na praćenje kvalitete i praćenje okoliša proizvoda potrošača kao što su kozmetika i poljoprivredni proizvodi . U isto vrijeme, ovaj se koncept može proširiti na biomedicinska polja kao što su kapsule lijekova i medicinske implantate, pružajući nove alate za personalizirani lijek .
Ogroman potencijal laserske tehnologije u području sigurnosti hrane pruža inovativna rješenja za globalna pitanja sigurnosti hrane . Kako tehnologija sazrijeva dalje, dolazi nova era "pametne hrane" - svaki će proizvod imati vlastitu "optičku ID karticu" koja se ne može krivotvoriti s kapacitetima za nadzor zdravlja u stvarnom vremenu .
