И сократить количество отходов
По мере цветения, а затем и созревания плодов растения выделяют бесцветный сладковатый газ — этилен. Химики из Массачусетского технологического института разработали крошечный датчик, который улавливает этилен в концентрациях до 15 ppb. Такой прибор может пригодиться для своевременного выявления порчи продуктов питания.
«Датчик, состоящий из полупроводниковых цилиндров — углеродных нанотрубок, можно использовать для контроля качества фруктов и овощей при их транспортировке и хранении, что помогает сократить количество пищевых отходов», — поясняет Тимоти Свагер, профессор
химии Массачусетского института.
Работает этиленовый сенсор по принципу окисления Вакер-процесса: ученые использовали металлический катализатор палладия, который окисляет этилен кислородом. Во время процесса окисления палладий получает электроны кислорода, а затем передает их углеродным нанотрубкам, делая эти нанотрубки реакционноспособными. Измеряя результирующее изменение тока, можно обнаружить присутствие этилена.
Чтобы проверить возможности датчика, ученые нанесли углеродные нанотрубки и другие компоненты датчика на предметное стекло и исследовали изменение уровня этилена
двух цветков – гвоздики и эустомы.
Химики измеряли выработку этилена в течение пяти дней, что позволило им проследить взаимосвязь между уровнем этилена и цветением растений.
При исследовании гвоздик было обнаружено, что в первый день эксперимента концентрация этилена резко увеличилась — и цветы распустились в течение одного-двух дней.
В эксперименте с эустомой наблюдался постепенный рост уровня этилена — с первого по четвертый день, затем этот уровень начал снижаться. Цветение длилось несколько
дней, а некоторые цветы не распустились даже к концу эксперимента.
Этилен выделяется большинством растений: они используют его в качестве гормона для стимуляции роста, созревания и других ключевых этапов жизненного цикла. Бананы, например, выделяют большое количество этилена, когда созревают и становятся коричневыми, а
цветы — перед цветением. Плоды в состоянии стресса могут вырабатывать много этилена, что приводит к их преждевременному созреванию или увяданию.
По оценкам Министерства сельского хозяйства США, каждый год в американских супермаркетах портится около 12 % фруктов и овощей,поэтому инновационная разработка Массачусетского института весьма актуальна.
Кроме того, этилен является органическим соединением, которое широко применяется для производства пластмассы и одежды. Исследователи считают, что их сенсор может быть полезен для мониторинга этилена в промышленном производстве.
留言