Cet appareil du MIT, basé sur des nanotubes de carbone modifiés, peut détecter les amines produites par la viande en décomposition.
Les chimistes du MIT ont développé un capteur portable peu coûteux qui peut détecter les gaz émis par la viande en décomposition, permettant aux consommateurs de déterminer si la viande dans leur épicerie ou leur réfrigérateur peut être consommée sans danger.
Le capteur, qui se compose de nanotubes de carbone chimiquement modifiés, pourrait être déployé dans un "emballage intelligent" qui offrirait des informations de sécurité beaucoup plus précises que la date d'expiration sur l'emballage, explique Timothy Swager, professeur de chimie John D. MacArthur au MIT.
Cela pourrait également réduire le gaspillage alimentaire, ajoute-t-il. "Les gens jettent constamment des choses qui ne sont probablement pas mauvaises", déclare Swager, qui est l'auteur principal d'un article décrivant le nouveau capteur cette semaine dans la revue Angewandte Chemie.
L'auteur principal de l'article est l'étudiante diplômée Sophie Liu. Les autres auteurs sont l'ancien technicien de laboratoire Alexander Petty et le postdoc Graham Sazama.
Le capteur est similaire à d'autres dispositifs à nanotubes de carbone que le laboratoire de Swager a développés ces dernières années, dont un qui détecte la maturité des fruits. Tous ces dispositifs fonctionnent sur le même principe :les nanotubes de carbone peuvent être modifiés chimiquement afin que leur capacité à transporter un courant électrique change en présence d'un gaz particulier.
Dans ce cas, les chercheurs ont modifié les nanotubes de carbone avec des composés contenant des métaux appelés métalloporphyrines, qui contiennent un atome de métal central lié à plusieurs anneaux contenant de l'azote. L'hémoglobine, qui transporte l'oxygène dans le sang, est une métalloporphyrine dont le fer est l'atome central.
Pour ce capteur, les chercheurs ont utilisé une métalloporphyrine avec du cobalt en son centre. Les métalloporphyrines se lient très bien aux composés contenant de l'azote appelés amines. Les chercheurs se sont particulièrement intéressés aux amines dites biogènes, telles que la putrescine et la cadavérine, qui sont produites par la viande en décomposition.
Lorsque la porphyrine contenant du cobalt se lie à l'une de ces amines, elle augmente la résistance électrique du nanotube de carbone, qui peut être facilement mesurée.
«Nous utilisons ces porphyrines pour fabriquer un appareil très simple où nous appliquons un potentiel à travers l'appareil, puis surveillons le courant. Lorsque l'appareil rencontre des amines, qui sont des marqueurs de viande en décomposition, le courant de l'appareil diminue », explique Liu.
Dans cette étude, les chercheurs ont testé le capteur sur quatre types de viande :porc, poulet, morue et saumon. Ils ont constaté que lorsqu'ils étaient réfrigérés, les quatre types restaient frais pendant quatre jours. Laissés non réfrigérés, les échantillons se sont tous décomposés, mais à des rythmes variables.
Il existe d'autres capteurs qui peuvent détecter les signes de viande en décomposition, mais ce sont généralement des instruments volumineux et coûteux qui nécessitent une expertise pour fonctionner. "L'avantage que nous avons est qu'il s'agit des capteurs les moins chers, les plus petits et les plus faciles à fabriquer", déclare Swager.
« Il existe plusieurs avantages potentiels à disposer d'un capteur peu coûteux pour mesurer, en temps réel, la fraîcheur des produits à base de viande et de poisson, y compris la prévention des maladies d'origine alimentaire, l'augmentation de la satisfaction globale des clients et la réduction du gaspillage alimentaire dans les épiceries et au domicile des consommateurs », déclare Roberto Forloni, chercheur scientifique principal chez Sealed Air, un important fournisseur d'emballages alimentaires, qui ne faisait pas partie de l'équipe de recherche.
Le nouvel appareil nécessite également très peu d'énergie et pourrait être intégré à une plate-forme sans fil que le laboratoire de Swager a récemment développée et qui permet à un smartphone ordinaire de lire la sortie de capteurs à nanotubes de carbone tels que celui-ci.
Les chercheurs ont déposé un brevet sur la technologie et espèrent obtenir une licence pour un développement commercial. La recherche a été financée par la National Science Foundation et le Army Research Office par l'intermédiaire de l'Institute for Soldier Nanotechnologies du MIT.
Publication :Sophie F. Liu, et al., « Composites de nanotubes de carbone à paroi unique/métalloporphyrine pour la détection chimirésistive des amines et de la détérioration de la viande », Angewandte Chemie International Edition, 2015 ; DOI :10.1002/anie.201501434
Image :Sophie Liu
