22 أغسطس 2023 (أخبار Nanowerk) يقود باحثو جامعة كيس ويسترن ريزيرف عملية تطوير نظام "التغليف الذكي" لمراقبة تقلبات درجات الحرارة وتغيرات الرطوبة ومسببات الأمراض في المنتجات الغذائية القابلة للتلف أثناء النقل. وقد يوفر نهجهم الموفر للطاقة سلسلة توريد أكثر فعالية من حيث التكلفة للموزعين، وتوفيرًا لمنتجي الأغذية، وأغذية ذات جودة أعلى للمستهلكين. وقال تشانيونج (تشيس) كاو، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية وهندسة الطيران والهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر وهندسة النظم في جامعة كيس ويسترن ريسيرف، والذي يقود فريق البحث: "إذا نجح هذا الأمر بشكل جيد، فسيستفيد الجميع". "إن حوالي ثلث إجمالي الأغذية المنتجة للاستهلاك البشري يتم فقدانها أو إهدارها - أي ما يقرب من 1.3 مليار طن من الأغذية كل عام. الحل الذي نقدمه يمكن أن يقلل بشكل كبير من التلف، ويخفض التكاليف ويضمن سلامة الأغذية. تم نشر بحث الفريق مؤخرًا على الإنترنت في المجلة نانو الطاقة("نحو نظام تعبئة ذكي متكامل ذاتي التشغيل - مولدات نانوية كهربائية احتكاكية قائمة على المجففة").
مخططات نظام التعبئة والتغليف الذكي المتكامل ذاتي التشغيل. (الصورة: جامعة كيس ويسترن ريزيرف)
مخططات نظام التعبئة والتغليف الذكي المتكامل ذاتي التشغيل. (الصورة: جامعة كيس ويسترن ريزيرف)
مراقبة ذاتية
السمة الرئيسية لنظامهم هي جهاز مراقبة صغير يعمل بالطاقة الذاتية ويتكون من أجهزة استشعار مرنة وجهاز تجميع الطاقة الذي يستخدم المجففات - الحزم الصغيرة من حبيبات هلام السيليكا الموجودة في العبوات لامتصاص الرطوبة - لتسخير وتخزين الطاقة المحيطة. في هذا النظام، يتم توليد الطاقة من اهتزازات شاحنة توصيل الطعام نفسها. تعمل هذه الطاقة على تشغيل نظام مراقبة في الوقت الفعلي من شأنه أن يزود منتجي الأغذية وموظفي النقل ببيانات رقمية حول درجة الحرارة والرطوبة وظروف تلف الأغذية المعبأة. ولتحقيق ذلك، توصل تساو وفريقه إلى ما يسمونه بالمجفف مولد نانوي كهربائي احتكاكي (D-TENG) لتمديد مدة خدمة نظام الاستشعار. المولدات النانوية الكهربائية الاحتكاكية هي أي جهاز لجمع الطاقة يحول الطاقة الميكانيكية - غالبًا بين جسمين ينزلقان ضد بعضهما البعض - إلى كهرباء. صمم الفريق إطارًا على شكل قرص عسل مصنوع من الورق المقوى لتخزين المواد المجففة، والتي تُستخدم الآن أيضًا لتوليد الكهرباء أثناء ارتدادها داخل قرص العسل. وقال تساو إنه في حين أن بعض شركات النقل الحديثة تستخدم بالفعل أجهزة استشعار لتسجيل درجة الحرارة والرطوبة وثاني أكسيد الكربون، فإن البطاريات التقليدية اللازمة لتشغيل هذه الأنظمة مكلفة وثقيلة ويمكن أن تساهم في التلوث البيئي. وقال تساو إن العديد من هذه الأنظمة لا توفر بيانات في الوقت الفعلي للكشف عن تلف الطعام. لا تستطيع الأنظمة المحمولة الصغيرة الحالية اكتشاف الظروف البيئية إلا خلال فترة محدودة للغاية.الوصول المحتمل، الخطوات التالية
ويتوافق نهج الفريق مع الحلول التي يقترحها البنك الدولي لمشكلة هدر الطعام، والتي تشمل تكنولوجيا أفضل لتخزين المواد القابلة للتلف والحفاظ عليها طازجة في سلسلة التوريد. على الرغم من أن كاو وفريقه لم يتناولوا كيفية تبريد الأطعمة القابلة للتلف أثناء النقل بشكل أفضل في هذا المشروع، إلا أنهم سيتعاملون مع المهمة الأولى المتمثلة في تحديد متى وما قد يحدث من خطأ. يقوم الفريق الآن بتجميع نموذج أولي فعال؛ وقال تساو إنه يأمل في زيادة إنتاجه وتسويقه خلال السنوات الخمس المقبلة. يركز تساو وفريقه على اكتشاف ومنع تلف الأغذية، لكنه يعتقد أن التكنولوجيا يمكن أن توفر أيضًا فوائد لشحن اللقاحات. يمكن للنظام أن يزود الشركات والهيئات الحكومية بمعلومات دقيقة في الوقت الفعلي حول درجة حرارة تلك الشحنات المهمة.- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون السيارات / المركبات الكهربائية ، كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- تشارت بريم. ارفع مستوى لعبة التداول الخاصة بك مع ChartPrime. الوصول هنا.
- BlockOffsets. تحديث ملكية الأوفست البيئية. الوصول هنا.
- المصدر https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63528.php
