【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】據(jù)外媒報道，麻省理工學院的化學家們創(chuàng)造了一種微型傳感器，可以檢測乙烯氣體，這種氣體可以指示水果何時成熟，研究人員們認為這對防止食物變質很有用。
斯瓦格是這項研究的作者，該研究發(fā)表在《美國化學學會中央科學》雜志上，其他作者包括Darryl Fong(主要作者)、麻省理工學院研究生邵雄(列儂)和訪問學者Rafaela Da Silveira Andre。根據(jù)麻省理工學院網(wǎng)站上的一篇文章，該傳感器可以檢測到低至十億分之十五的乙烯濃度，這種傳感器由一種叫做碳納米管的半導體圓柱體制成，可用于監(jiān)測水果和蔬菜的運輸和儲存過程。
斯瓦格(Swager)在文章中說：“人們一直需要更好的食品管理和減少食品浪費。運送水果的人想知道水果在運輸過程中的情況，以及運輸過程中是否需要采取措施降低乙烯含量。”
研究人員認為，乙烯是大多數(shù)植物產(chǎn)生的，它們利用乙烯作為激素來刺激生長、成熟和生命周期的其他關鍵階段。在壓力下生產(chǎn)和開花會過度產(chǎn)生乙烯，導致它們過早成熟或枯萎。據(jù)美國農(nóng)業(yè)部(U.S.Department of Agriculture)估計，美國超市每年因變質而損失約12%的水果和蔬菜。
2012年，斯瓦格的實驗室開發(fā)了一種乙烯傳感器，其中含有數(shù)萬個碳納米管陣列。這些碳圓柱體允許電子沿著它們流動，但研究人員添加了銅原子，減緩了電子的流動。當乙烯存在時，它會與銅原子結合，使電子的速度更慢，測量這種減速可以揭示乙烯的含量。但是，這種傳感器只能檢測到乙烯含量低至每十億分之500，而且由于傳感器含有銅，它們很可能終被氧氣腐蝕而停止工作。
在此基礎上，近日斯瓦格創(chuàng)建了一種新型的乙烯傳感器，這種傳感器也基于碳納米管，但通過一種完全不同的機制(稱為Wacker氧化)工作。他們沒有使用直接與乙烯結合的銅之類的金屬，而是使用了一種稱為鈀的金屬催化劑，該催化劑在稱為氧化的過程中將氧氣添加到乙烯中。
為了測試傳感器的性能，研究人員將碳納米管和其他傳感器組件放置在玻璃載玻片上。然后他們用它來監(jiān)測兩種花卉康乃馨和紫花向日葵的乙烯產(chǎn)量生成。他們在5天內(nèi)測量了乙烯的產(chǎn)量，使他們能夠追蹤乙烯水平與植物開花之間的關系。
在對康乃馨的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，在實驗的第一天，乙烯濃度迅速上升，然后不久，一兩天內(nèi)就開花了。紫色桔梗花顯示乙烯在第一天開始逐漸增加，并持續(xù)到第四天，乙烯開始下降，相應地，花朵的開花期分散了好幾天，到實驗結束時還沒有開花。
研究人員還研究了鮮花附帶的植物食物包是否影響乙烯的產(chǎn)生。他們發(fā)現(xiàn)，食用這種食物的植物在乙烯產(chǎn)生和開花方面表現(xiàn)出輕微的延遲，但效果并不顯著(僅幾個小時)。
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