به گزارش شبکه اطلاع رسانی راه دانا؛ یکی از جدیدترین دستاوردهای بومی در این زمینه، طراحی و تولید آیروژل هوشمند با قابلیت تغییر رنگ برای شناسایی فساد مواد غذایی است.
آیروژل چیست؟
آیروژل در واقع نوعی ژل است که بخش مایع آن با گاز جایگزین شده، بدون آن‌که ساختار سه‌بعدی‌اش فروبریزد. نتیجه این فرایند، ماده‌ای جامد با چگالی بسیار پایین است؛ به‌طوری که بیش از ۹۵ درصد حجم آن را هوا تشکیل می‌دهد. سبکی فوق‌العاده، تخلخل بالا و رسانایی حرارتی بسیار کم باعث شده آیروژل به‌عنوان یکی از بهترین عایق‌های حرارتی جهان شناخته شود. گونه‌های مختلفی از این ماده وجود دارد که رایج‌ترین آن‌ها آیروژل سیلیکا است. این فناوری حتی در مأموریت‌های فضایی سازمان ناسا نیز برای جمع‌آوری ذرات کیهانی به کار گرفته شده است.
جایگاه ایران در فناوری آیروژل
در سال‌های اخیر، ایران نیز به جمع کشورهای فعال در حوزه تولید و توسعه آیروژل پیوسته است. پژوهشگاه‌ها و شرکت‌های دانش‌بنیان داخلی توانسته‌اند دانش فنی تولید نانوآیروژل‌های سیلیکایی را بومی‌سازی کنند. این مواد عمدتاً در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی و ساختمان به‌عنوان عایق‌های پیشرفته حرارتی و برودتی استفاده می‌شوند. برخی گزارش‌های صنعتی نشان می‌دهد ایران در میان تعداد محدودی از کشورهای دارای فناوری تولید صنعتی آیروژل قرار گرفته است. تولید داخلی این محصول علاوه بر کاهش وابستگی به واردات، امکان صادرات به کشورهای منطقه را نیز فراهم کرده است. با این حال، کاربردهای پیشرفته‌تر مانند استفاده در صنایع زیستی و غذایی هنوز در مرحله تحقیقاتی و دانشگاهی قرار دارد و نیازمند سرمایه‌گذاری و توسعه بیشتر است.
آیروژل و بسته‌بندی هوشمند مواد غذایی
یکی از کاربردهای نوظهور آیروژل، استفاده در «بسته‌بندی هوشمند» مواد غذایی است. ساختار متخلخل این ماده باعث می‌شود سطح تماس بسیار بالایی با محیط داشته باشد و بتواند گازهای حاصل از فساد مواد غذایی را به‌سرعت جذب یا شناسایی کند. گروهی از پژوهشگران دانشگاه ارومیه، در دانشکده دامپزشکی این دانشگاه، موفق به طراحی و تولید ایروژل هوشمندی با قابلیت تغییر رنگ برای شناسایی فساد مواد غذایی شدند.
در فرآیند فساد گوشت، ترکیباتی مانند آمونیاک و سایر مواد فرار نیتروژنی تولید می‌شود که موجب افزایش pH و تغییر بوی محصول می شود. پژوهشگران با ترکیب آیروژل و مواد حساس به pH یا رنگدانه‌های طبیعی، نشانگرهایی طراحی کرده‌اند که در صورت افزایش این گازها تغییر رنگ می‌دهند. به این ترتیب مصرف‌کننده می‌تواند بدون باز کردن بسته‌بندی، از وضعیت تازگی گوشت مطلع شود.
چگونه آیروژل فساد گوشت را تشخیص می‌دهد؟
در این فناوری، قطعه‌ای کوچک از آیروژل حاوی ماده حساس به تغییرات شیمیایی، داخل بسته قرار می‌گیرد. به دلیل تخلخل بالا، گازهای ناشی از رشد میکروبی به‌سرعت در ساختار آیروژل نفوذ می‌کنند. در صورت رسیدن غلظت این گازها به حد مشخص، رنگ نشانگر تغییر می‌کند؛ برای مثال از بنفش به زرد یا از آبی به سبز. این تغییر رنگ هشداری بصری درباره کاهش کیفیت محصول است.
مزیت این روش در سادگی، هزینه پایین و امکان استفاده گسترده در صنعت بسته‌بندی است. افزون بر این، می‌توان آیروژل را با مواد ضدمیکروبی ترکیب کرد تا علاوه بر اعلام فساد، به افزایش ماندگاری گوشت نیز کمک کند.
آینده‌ای هوشمند برای صنایع غذایی
کارشناسان معتقدند توسعه کاربردهای زیستی آیروژل می‌تواند تحول بزرگی در صنعت غذا ایجاد کند. در صورت حمایت از تحقیقات داخلی، ایران نیز قادر خواهد بود از این فناوری پیشرفته نه‌تنها در حوزه انرژی و صنعت، بلکه در ارتقای ایمنی مواد غذایی بهره‌برداری کند. آیروژل نمونه‌ای روشن از پیوند علم مواد و سلامت عمومی است؛ ماده‌ای سبک که می‌تواند نقشی سنگین در امنیت غذایی ایفا کند.
ارسال دیدگاه