Лазеры, которые можно есть: микросенсоры для контроля свежести пищи

Обычная капля масла может стать лазером. Ученые научились создавать микролазеры из безопасных для еды веществ, которые можно добавлять в пищу — чтобы отслеживать ее свежесть или маркировать продукты.
Автор Наука Mail
Прилавок магазина
Технология съедобных лазеров может быть полезна везде, где важна возможность безопасной маркировки и анализа.Источник: Unsplash

Исследование, опубликованное в Advanced Optical Materials, показывает: для создания микролазера достаточно капли оливкового масла. В нем уже есть хлорофилл — зеленый пигмент растений, который начинает излучать, если его возбудить импульсным лазером. Аналогично работают растворы с витамином B2 (рибофлавином) и другими природными молекулами, которые можно без опасений употреблять в пищу.

По словам авторов статьи, такие лазеры можно встроить прямо в еду. Они не меняют вкус и не нарушают питательные свойства.

Съедобные микролазеры: из чего делают и зачем используют.
Лазеры создают из пищевых красителей, масел и эмульгаторов. Свет в них работает по двум схемам: по кругу внутри капли (режим шепчущей галереи) или многократно отражается между двумя поверхностями (полость Фабри–Перо). Такие лазеры встраивают в еду и лекарства для маркировки и контроля качества.Источник: Advanced Optical Materials

Свет внутри микролазера можно направить по-разному: он либо бегает по кругу внутри капли, как в шепчущей галерее, либо отражается туда-сюда между двумя границами. Свойства излучения можно настраивать, меняя размер капли, ее форму или среду вокруг.

Благодаря высокой чувствительности излучения, такие микролазеры можно использовать как сенсоры: они реагируют на кислотность, температуру, уровень сахара и даже на рост бактерий. А еще — как оптические штрихкоды, только не на упаковке, а прямо внутри продукта. Такие метки нам хорошо знакомы по товарам в магазине, но теперь они могут быть съедобными и работать даже внутри пищи.

Съедобный штрихкод в банке компота: лазеры из капель хлорофилла
На рис. (a, b) показано, как капли масла с хлорофиллом разных размеров закодировали дату «Stop Food Waste Day». Каждому размеру соответствует определенная спектральная подпись, формирующая «лазерный» штрихкод. Рис. (c) иллюстрирует, как считываются эти коды через стекло при помощи лазера и оптоволокна. Фото эксперимента (d) подтверждает: даже внутри банки все размеры капель точно определяются, а информация восстанавливается по световому сигналу.Источник: Advanced Optical Materials

В одном из экспериментов ученые внедрили лазерный штрихкод внутрь десерта из персика. Его можно было считать даже спустя год, при этом он оставался стабильным и безопасным.

По мнению авторов, такие метки можно использовать для проверки подлинности продукта, отслеживания условий хранения или контроля за сроком годности.

Технология съедобных лазеров может быть полезна не только в пищевой сфере, но и в фармацевтике, сельском хозяйстве или косметике — везде, где важна возможность безопасной маркировки и анализа.

Ранее мы рассказывали о том, как ученые из Сибири создали умную «упаковку» для лекарств.