Southern Methodist Üniversitesinde (SMU) yüksek lisans öğrencisi Khengdauliu Chawang, yiyeceklerin bozulup bozulmadığını gerçek zamanlı olarak söyleyebilen minik bir pH sensörü geliştirdi.

Bu esnek pH sensörünün yalnızca 2 milimetre uzunluğunda ve 10 milimetre genişliğinde olması, sensörün plastik ambalajlar gibi mevcut gıda paketleme yöntemlerine dahil edilmesini mümkün kılıyor. Hazır gıda endüstrileri, pH seviyelerini ölçmek için yaklaşık 3 santimetre uzunluğunda ve yaklaşık 13 santimetre yüksekliğinde hacimli sayaçlar kullanıyor. Bu sayaçların kullanılması da gıdaların tazeliğini gerçek zamanlı takip edebilmek adına her gıda paketi için uygun olmayabiliyor.

Khengdauliu Chawang, konu hakkında şu ifadeleri kullandı: “Geliştirdiğimiz pH sensörleri, uçak bagaj etiketlerinin içinde veya öğrenci kimlik kartlarında bulunan, küçük bir kablosuz radyo frekansı tanımlama cihazı gibi çalışır. Bir gıda paketi, cihazımızla birlikte, herhangi bir kontrol noktasından geçtiğinde veriler taranabilir ve pH seviyelerini izleyen bir sunucuya geri gönderilebilir. Böyle bir yapılandırma, çiftliklerden tüketici evlerine kadar tüm yolculuk boyunca sürekli pH değerlerini izlemeye ve tazelik sınırlarını doğru bir şekilde tespit etmeye olanak tanır.”

Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütüne göre her yıl dünya çapında üretilen yaklaşık 1,3 milyar ton gıda tüketilmiyor. Feeding America tahminlerine göre ise Amerika Birleşik Devletleri’nde gıdanın yaklaşık yüzde 40’ı (aşağı yukarı 130 milyar öğün) israf ediliyor.

Gıda israfı, aynı zamanda doğaya da ciddi zararlar vermekte. Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Kurumunun 2021’de bildirdiğine göre ABD’de yenmemiş tüm bu yiyeceklerin taşınması, atmosfere 42 kömürle çalışan elektrik santralleriyle aşağı yukarı aynı miktarda karbondioksit salınmasına sebep oluyor.

Cihaz Nasıl Çalışır?

Chawang, gıda tazelik seviyesinin doğrudan pH seviyeleri ile ilişkili olduğunu açıkladı. Örneğin, mantarlar ve bakteriler yüksek pH ortamlarında geliştiğinden pH seviyesi normalden yüksek olan yiyeceklerin bozulmuş olduğu söylenebilir. Bu nedenle üretim ve nakliye sırasında gıda saklama koşullarındaki ani pH değişiklikleri, olası gıda bozulmalarına işaret edebilir.

pH seviyesi, bir madde veya çözeltide bulunan hidrojen iyonlarının konsantrasyonu ile ölçülür. Hidrojen iyonları elektrik yüklü moleküller olduğundan, Chawang’ın pH sensöründeki elektrotlar, gıdalardaki hidrojen iyonu konsantrasyonunun ürettiği elektrik yükünü algılayabilir.

Chawang, pH sensörünün balık, meyve, süt ve bal gibi gıda maddeleri üzerinde başarıyla test edildiğini söyledi. Sensör, çok az miktarda biyouyumlu malzemeden yapılmış ve esnek filmler üzerinde yapılan baskı teknolojilerini kullanmakta.

Profesör J.C. Chiao ve yüksek lisans öğrencisi Chawang, yiyeceklerin durumunu takip etmek için geliştirdikleri elektrot cihazının peynir ve şarap üretiminde güvenilir fermantasyon sağlamak üzerine de kullanılıp kullanılamayacağını araştırıyorlar.

Chawang ayrıca, aynı teknolojinin cilt üzerinde kullanıldığında sepsis veya yara enfeksiyonunun erken uyarı işaretlerini tespit etmede potansiyel uygulamalara sahip olabileceğini söyledi.

2018 yılında SMU’nun fakültesine katılan Profesör Chiao, ağrı yönetimi sistemleri ve mide hareketliliği yönetimi de dâhil olmak üzere elektromanyetik dalgaların tıbbi uygulamalarda kullanılmasına yönelik araştırmalarıyla geniş çapta tanınmakta.

Derleyen: Tuğba Akkesen