将石墨烯烧进食物中可以作为可食用的RFID标签

大学研究人员发现了一种用可食用电子产品给食品打上商标的方法,这为一种有助于打击食品欺诈的新型识别标签铺平了道路。

由美国赖稻大学的科学家调查的“纹身”是任何设计的模式,可以吸引到食品和其他材料(如纸和布)上,并由激光将主题材料转换为石墨烯。

石墨烯是碳的二维形式,以碳原子的单原子厚六角形晶格形式存在,其强度是钢的200倍。这种材料可以安全食用,并具有导电能力。

这项研究表明,激光诱导的石墨烯可以烧成纸、纸板、布、煤和某些食物,如吐司和土豆,该研究发表在《美国化学学会杂志》上ACS Nano

“这不是墨水,”负责这项研究的莱斯实验室负责人詹姆斯·图尔(James Tour)在一份声明中说。“这是将材料本身转化为石墨烯。”

据研究人员介绍,激光诱导的石墨烯可以以图案的形式写入目标材料,由于其导电性,可以用作超级电容器、燃料电池的电催化剂、射频识别(RFID)天线和生物传感器,以及其他应用。

图尔说:“通常情况下,我们只有将某样东西投入使用,才会看到它的优势。”“也许所有的食物都有一个微型RFID标签,告诉你食物去过哪里、储存了多长时间、原产国和城市,以及到达餐桌的路径。”

此外,激光诱导的石墨烯标签还可以充当传感器,以检测食物中的大肠杆菌和其他微生物,以改善食品安全性并减少食物污染。“标签可以点亮并为您提供一个您不想吃的信号。巡回次巡回巡回赛说,所有可以放在食物上的单独标签上,但是在食物本身上。“

目前的技术是通过将女孩侦察饼干转化为石墨烯的研究人员对先前调查的提高。在这两种情况下,科学家们持有右碳含量的任何材料可以转化为石墨烯。

该技术涉及一束离焦光束在环境温度下在空气中通过多次激光。


图尔说,激光散焦加速了这一过程,因为更宽的光束可以在一次光栅扫描中多次发射目标上的每个点。因此,打造品牌只需几秒钟。

图尔说,在大多数情况下,多重激光被发现会产生两步反应。“首先,激光光热将目标表面转化为非晶态碳(就像烤焦的面包)。然后在后续的激光通道中,对红外光的选择性吸收将非晶态碳转化为激光诱导的石墨烯。我们发现波长显然很重要。”

将石墨烯烧成食物的常见元素是木质素,这是一种复杂的有机聚合物,可以在植物中形成坚硬的细胞壁,充当碳前体。软木、椰子壳和土豆皮都含有高浓度的木质素,这使得它们特别容易转化为石墨烯。

除了解决食品欺诈问题,科学家们认为这项技术还有很多应用,包括嵌入衣服中的可穿戴电子设备,或者直接嵌入纸盒上用于跟踪的RFID标签。

研究人员计划将这项技术商业化。

激光诱导石墨烯标签技术是继兰开斯特大学去年,用石墨烯制造出了独特的量子ID标签,可以被智能手机扫描。科学家们说,这种标签几乎不可能被复制,可以贴在任何表面或产品上,作为一种确保真伪的手段。


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