Thiết bị cảm biến giúp người dùng phát hiện lượng thuốc trừ sâu có trong thực phẩm

Nhằm giải quyết lo lắng về an toàn vệ sinh thực phẩm, các nhà nghiên cứu tại Đại học São Paulo (USP) đã phát triển một cảm biến điện hóa trên giấy kraft, nhằm phát hiện thuốc trừ sâu trong trái cây và rau quả.

Cảm biến này sẽ hoạt động trong “thời gian thực” khi được liên kết với thiết bị điện tử. Lấy một quả táo hoặc bắp cải làm ví dụ, thiết bị có thể phát hiện thuốc diệt nấm carbendazim trong mẫu vật.

Osvaldo Novais de Oliveira Junior, tác giả của nghiên cứu cho biết: “Khi kiểm tra nồng độ thuốc trừ sâu trong mẫu thực phẩm bằng các phương pháp thông thường, bạn phải nghiền mẫu và tốn nhiều thời gian để áp dụng hàng loạt quy trình hóa học”.

“Các cảm biến đeo được như cảm biến của chúng tôi giúp theo dõi liên tục thuốc trừ sâu trong nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm, cũng như loại bỏ những quy trình phức tạp trên. Việc kiểm tra trở nên dễ dàng hơn, tiết kiệm hơn và đáng tin cậy hơn nhiều đối với siêu thị, nhà hàng hoặc nhà nhập khẩu”.

Nhóm nghiên cứu tuyên bố, thiết bị mới có độ nhạy cao và gần giống với máy đo đường huyết, ngoại trừ chức năng hiển thị kết quả quét thực phẩm trên màn hình smartphone.

José Luiz Bott Neto, tác giả tương ứng của nghiên cứu giải thích thêm: “Trong các thử nghiệm chúng tôi thực hiện, thiết bị có độ nhạy tương tự như các phương pháp thông thường. Ngoài ra, nó hoạt động khá nhanh mà không tốn nhiều chi phí”.

Các nhà khoa học đã sử dụng quy trình in lụa để chuyển mực dẫn carbon sang một dải giấy kraft, từ đó tạo ra thiết bị mới dựa trên điện hóa học. Thiết bị bao gồm ba điện cực carbon và được ngâm trong dung dịch axit để kích hoạt các nhóm cacboxyl.

Khi tiếp xúc với một mẫu nhiễm carbendazim, cảm biến tạo ra phản ứng oxy hóa điện hóa, cho phép phát hiện thuốc diệt nấm và đo lường lượng thuốc thông qua dòng điện.

Sau khi phát triển công cụ này, nhóm nghiên cứu đã đánh giá độ ổn định và cấu trúc của chất nền giấy. Dựa trên đánh giá giấy kraft và giấy da, họ nhận thấy cả hai loại giấy này đều “đủ ổn định” để sử dụng làm chất nền cho cảm biến.

Tuy nhiên, họ cũng lưu ý độ xốp của giấy kraft khiến cảm biến nhạy hơn và hình thành các nhóm cacboxyl trong quá trình kích hoạt điện hóa.

Thiago Serafim Martins, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học São Paulo kết luận: “Có những điện cực thương mại làm từ vật liệu nhựa hoặc gốm. Chúng tôi đã phát triển thành công cảm biến điện hóa dựa trên giấy, một vật liệu dễ điều chỉnh hơn nhiều. Do đó, nó có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, không chỉ ở trang trại hay siêu thị mà còn trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe”.

Bảo Linh