Questo dispositivo del MIT, basato su nanotubi di carbonio modificati, è in grado di rilevare le ammine prodotte dalla carne in decomposizione.
I chimici del MIT hanno sviluppato un sensore portatile e poco costoso in grado di rilevare i gas emessi dalla carne in decomposizione, consentendo ai consumatori di determinare se la carne nel negozio di alimentari o nel frigorifero è sicura da mangiare.
Il sensore, che consiste in nanotubi di carbonio modificati chimicamente, potrebbe essere utilizzato in "imballaggi intelligenti" che offrirebbero informazioni sulla sicurezza molto più accurate rispetto alla data di scadenza sulla confezione, afferma Timothy Swager, John D. MacArthur Professor of Chemistry al MIT.
Potrebbe anche ridurre gli sprechi alimentari, aggiunge. "Le persone buttano continuamente via cose che probabilmente non sono male", afferma Swager, che è l'autore senior di un articolo che descrive il nuovo sensore questa settimana sulla rivista Angewandte Chemie.
L'autore principale del documento è la studentessa laureata Sophie Liu. Altri autori sono l'ex tecnico di laboratorio Alexander Petty e il postdoc Graham Sazama.
Il sensore è simile ad altri dispositivi a nanotubi di carbonio che il laboratorio di Swager ha sviluppato negli ultimi anni, incluso uno che rileva la maturazione dei frutti. Tutti questi dispositivi funzionano secondo lo stesso principio:i nanotubi di carbonio possono essere modificati chimicamente in modo che la loro capacità di trasportare una corrente elettrica cambi in presenza di un particolare gas.
In questo caso, i ricercatori hanno modificato i nanotubi di carbonio con composti contenenti metalli chiamati metalloporfirine, che contengono un atomo di metallo centrale legato a diversi anelli contenenti azoto. L'emoglobina, che trasporta l'ossigeno nel sangue, è una metalloporfirina con il ferro come atomo centrale.
Per questo sensore, i ricercatori hanno utilizzato una metalloporfirina con cobalto al centro. Le metalloporfirine si legano molto bene ai composti contenenti azoto chiamati ammine. Di particolare interesse per i ricercatori sono state le cosiddette ammine biogene, come la putrescina e la cadaverina, prodotte dalla carne in decomposizione.
Quando la porfirina contenente cobalto si lega a una di queste ammine, aumenta la resistenza elettrica del nanotubo di carbonio, che può essere facilmente misurata.
“Usiamo queste porfirine per fabbricare un dispositivo molto semplice in cui applichiamo un potenziale attraverso il dispositivo e quindi monitoriamo la corrente. Quando il dispositivo incontra ammine, che sono indicatori di carne in decomposizione, la corrente del dispositivo si riduce", afferma Liu.
In questo studio, i ricercatori hanno testato il sensore su quattro tipi di carne:maiale, pollo, merluzzo e salmone. Hanno scoperto che, una volta refrigerati, tutti e quattro i tipi sono rimasti freschi per quattro giorni. Lasciati non refrigerati, i campioni sono tutti decaduti, ma a velocità variabili.
Esistono altri sensori in grado di rilevare i segni della carne in decomposizione, ma di solito sono strumenti grandi e costosi che richiedono esperienza per funzionare. "Il vantaggio che abbiamo è che questi sono i sensori più economici, più piccoli e più facili da produrre", afferma Swager.
"Ci sono diversi potenziali vantaggi nell'avere un sensore poco costoso per misurare, in tempo reale, la freschezza di carne e prodotti ittici, inclusa la prevenzione delle malattie di origine alimentare, l'aumento della soddisfazione generale del cliente e la riduzione degli sprechi alimentari nei negozi di alimentari e nelle case dei consumatori", afferma Roberto Forloni, ricercatore senior presso Sealed Air, un importante fornitore di imballaggi per alimenti, che non faceva parte del team di ricerca.
Il nuovo dispositivo richiede anche pochissima energia e potrebbe essere incorporato in una piattaforma wireless sviluppata di recente dal laboratorio di Swager che consente a un normale smartphone di leggere l'output di sensori a nanotubi di carbonio come questo.
I ricercatori hanno depositato un brevetto sulla tecnologia e sperano di concederne in licenza lo sviluppo commerciale. La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation e dall'Army Research Office attraverso l'Institute for Soldier Nanotechnologies del MIT.
Pubblicazione :Sophie F. Liu, et al., "Compositi di nanotubi di carbonio/metalloporfirina a parete singola per il rilevamento chemiresistivo di ammine e deterioramento della carne", Angewandte Chemie International Edition, 2015; DOI:10.1002/anie.201501434
Immagine:Sophie Liu
