Abilitatea de a verifica descompunerea microbiană a alimentelor sau de a detecta poluanții din acesta numai prin intermediul smartphone-ului ar putea deveni realitate datorită unui mini spectrometru testat în Germania.

Oamenii de știință de la Institutul Fraunhofer pentru sisteme electronice nano (ENAS) lucrează la o componentă minusculă, cântărind doar un gram, cu scopul de a produce în masă cipul pentru aproximativ 1 € folosind tehnologii convenționale.

„Acest lucru va permite integrarea acestuia în smartphone-uri, de exemplu”, a explicat dr. Alexander Weiss, șeful departamentului pentru integrarea pe mai multe dispozitive la Fraunhofer ENAS.

O chestiune de mărime

În prezent, spectrometrele – care pot fi folosite și pentru alte aplicații, cum ar fi testarea calității aerului și detectarea poluanților în apă – cântăresc câteva kilograme și costă mii de lire sterline.

Deși există versiuni portabile cu o greutate mai mică decât acestea, respectivele echipamente sunt încă nepotrivite pentru adoptarea pe piață, în masă, datorită costurilor, metodelor de producție și funcționării. Ele pot avea deseori funcționalități limitate și necesită utilizarea ambelor mâini, una pentru dispozitivul de detectare și cealaltă pentru a ține telefonul smartphone pe care sunt transmise datele rezultate.

La fel ca spectrometrele convenționale, versiunea mini dezvoltată la Fraunhofer ENAS funcționează emițând fascicule de lumină în domeniul infraroșu. Lumina diferitelor lungimi de undă este apoi fragmentată folosind un filtru reglabil și trimisă la un detector prin intermediul ghidurilor de undă integrate.

Cantitatea de lumină care ajunge la detector la anumite lungimi de undă produce un spectru care poate fi analizat pentru a asigura citirea.

În timp ce spectrometrele convenționale constau de obicei din componente discrete, echipa de la Fraunhofer ENAS a creat versiunea mai mică prin integrarea ghidajului fasciculului, împărțirea lungimilor de undă individuale și funcția de detectare într-un singur plan. „Prin urmare, numim acest lucru și un spectrometru în plan”, a spus Weiss.

Învățare inteligentă

Pe lângă dimensiunea miniaturală, integrarea în smartphone-uri necesită ca funcționarea spectrometrului să fie ușoară și intuitivă, cu capacitatea de a oferi utilizatorului evaluări clare.

Prin urmare, cercetătorii au dezvoltat algoritmi de învățare inteligentă. „Dacă mulți oameni folosesc tehnologia, sistemul va învăța rapid”, a explicat Weiss.

Funcționarea prin smartphone va necesita utilizarea unei aplicații speciale, cu instrucțiuni pentru a ghida utilizatorul în procesul de măsurare. De asemenea, software-ul va compara spectrul generat cu spectrele de referință introduse într-o bază de date de către specialiști în prealabil.

Teste suplimentare

Cercetătorii de la Fraunhofer ENAS au produs deja cipurile spectrometrului și au furnizat dovezi ale conceptului. Acum fac evaluări privind mișcarea componentelor individuale și transmiterea luminii cuplate în ghidul de undă.

Dacă cercetarea se desfășoară conform planificării, spectrometrul ar putea ajunge la piața de masă în aproximativ doi ani, potrivit echipei.

„Am proiectat spectrometrul într-un mod care ar permite să fie pus pe piață cu costuri reduse folosind microsisteme convenționale și tehnologii de inginerie produse în masă“ , a spus Weiss. «Producătorii pot utiliza procesele care sunt standard pe liniile de fabricație.»

În prezent, analiza alimentelor se face în laboratoare specializate precum cel al companiei WESSLING Romania, care oferă celor interesați (în prinipal companiilor din industria alimentară) o ofertă completă de analize ce cuprinde: analize fizico-chimice, analize care pun în evidență reziduuri și contaminanți, teste senzoriale, analiza rapidă Salmonella, analize de biologie moleculară, identificarea corpurilor străine și analize microbiologice.