جوهرهای هوشمند با کمک نانوذرات

دیوید هازفی و آدریو میلز در دانشگاه‌استرادکلاید انگلستان، توانسته‌اند جوهر آبی‌رنگی
بسازند که بر پایه حلالی بازگشت‌ناپذیر است. این جوهر چنانچه در معرض نور ماورای
بنفش(UV) قرار گیرد، تمام رنگ خود را از دست داده، نسبت به اکسیژن حساس می‌شود. این
جوهر تنها زمانی رنگ اصلی خود را باز می‌یابد که در معرض اکسیژن قرار گیرد. این
پدیده در تصمیم‌گیری خریداران کمک می‌کند و آنها را متوجه تازه بودن یا نبودن بسته‌بندی
مواد غذایی می‌نماید.

این جوهر آشکارساز و بازگشت‌ناپذیر اکسیژن که بر پایه حلال است، از نانوذرات نیمه‌هادی
فوتوکاتالیست، رنگ احیا‌کننده و محلول در حلال، افزودنی احیا‌کننده با قدرت متوسط و
پلیمر تشکیل شده‌است. لایه نازکی از این جوهر – که از اکسید تیتانیوم، زوج یونی آبی‌رنگ
و حلال در محلول متیلن آبی، گلیسرول و پلیمر زین(Zein) تشکیل شده‌است – رنگ خود را
در اثر قرار گرفتن در معرض نور UV به‌سرعت(کمتر از ۳۰ ثانیه) از دست می‌دهد و در
محیطی عاری از اکسیژن همچنان بدون رنگ باقی می‌ماند؛ اما با قرار گرفتن در معرض هوا،
به رنگ آبی اولیه درمی‌آید. در این مرحله سرعت بازیابی رنگ متناسب با میزان اکسیژن
محیط است و این لایه می‌تواند متناوباً با UV فعال گردد. سازوکار عمل این آشکارساز
جدید و رنگی اکسیژن ـ‌که بر پایه محلول بوده و با UV فعال می‌شود ـ به همراه
کاربردهای بالقوه‌اش شرح داده شده‌است.

اکسیژن، دشمن غذای تازه ‌است؛ زیرا موجب فساد غذا می‌شود و باکتری‌ها هم برای رشد
خود به آن نیاز دارند؛ بنابراین بسیاری از غذاهای بسته‌بندی‌شده امروزی در محیطی
حفاظت‌شده عرضه می‌گردد که به‌وسیله گازهایی مانند نیتروژن که اکسیژن آن کاملاً
خارج گردیده‌است.
 

میلز می‌گوید:” مهم‌ترین مزیت جوهر اکسیژن نسبت به بیشتر روش‌های معمول آشکارسازی
اکسیژن، ارزانی و سادگی کار با آن است، خصوصاً اینکه تغییر رنگ آن با چشم غیر مسلح
قابل رؤیت است، همچنین چاپ کردن جوهر‌های بر پایه حلال، مانند این جوهر بر روی
پلیمر‌های معمولی ـ که در بسته‌بندی مواد غذایی به‌کار می‌رود ـ آسان‌تر انجام می‌شود.”

میلز ادامه می‌دهد: “یک جوهر حساس به اکسیژن، مانند نمونه ما، می‌تواند برای نشان
دادن اینکه اتمسفر اصلاح‌‌شده ‌همچنان دست‌نخورده باقی‌مانده است به‌کار رود، تا
اطمینان حاصل شود که محصولاتی در هنگام بسته‌بندی، و عرضه آسیب‌دیده، معیوب و یا
خراب نیستند. خریدار می‌تواند خودش مواد غذایی را انتخاب و در صورت فساد، اعلام
نماید.”

نتایج این تحقیق در مجله Analyst منتشر شده‌است.