نوعية الطعام فحص بسرعة
ما إذا كانت الفواكه واللحوم أو الجبن - الجودة ليست دائما كما المستهلك يريد ذلك. ومطياف للكشف عن عملاء في المستقبل، كما هو الحال مع نوعية الطعام. الوحدة ليست أكبر من مكعبات السكر، يمكن أن تنتج منخفضة، ويمكن العثور عليها في المستقبل حتى في الهواتف الذكية مكان.
هل الأناناس ناضج؟ أو هل تشعر بالضيق في المنزل من أن النسخة المشتراة ليست حلوة ولا غنية؟ وماذا عن جودة اللحم؟ هل تحتوي على الكثير من الماء وهل تصبح قاسية عند تحميصها؟ عند شراء الطعام ، غالبًا ما يعتمد العميل على الحظ. يجب أن ينتهي هذا في المستقبل: ثم يكفي حمل الهاتف الذكي إلى المنتج ، وبدء التطبيق المقابل واختيار القائمة المناسبة ، على سبيل المثال »الكمثرى« - ويقدم الجهاز بالفعل توصية: محتوى الفركتوز في هذا الكمثرى مرتفع ، الضوء الأخضر للشراء. أساس هذا التطبيق هو مطياف الأشعة تحت الحمراء القريب ، والذي يقيس نسبة الماء والسكر والنشا والدهون والبروتينات في المنتجات. "يبدو" النظام في عمق بضعة سنتيمترات في الطعام - على سبيل المثال ، يمكن أن ترى تفاحة ما إذا كان الغلاف الأساسي فاسدًا. حتى أغشية التغليف الرقيقة ليست عقبة.
ولكن كيف يعمل الجهاز؟ يضيء ضوء النطاق العريض ، مثل قطعة اللحم ، على العينة. اعتمادًا على تكوينه ، يعكس هذا ضوء أطوال موجية مختلفة في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريب بدرجات مختلفة. يكشف الطيف للباحثين عن كمية المادة التي يحتوي عليها الطعام.
أصغر من قطعة مكعبات السكر
ما هو خاص بمقياس الطيف: مع حجم 2,1 سنتيمتر مكعب فقط ، فهو أصغر بنسبة 30 في المائة تقريبًا من قطعة مكعبات السكر - وبالتالي فهو أكثر إحكاما من نظيراته التجارية ، التي لها أبعاد علبتين من الزبدة. ميزة أخرى: الأجهزة مناسبة للإنتاج الضخم ويمكن إنتاجها بسعر رخيص. "نتوقع أن تتطور مقاييس الطيف بطريقة مماثلة للكاميرات الرقمية" ، يقول د. هاينريش غروجر ، مدير وحدة الأعمال المسؤول في معهد فراونهوفر للأنظمة الميكروية الضوئية IPMS في دريسدن ، حيث يتم تطوير النظام. "إن الكاميرات التي كان بإمكانك شرائها قبل عشر سنوات مقابل 500 يورو يمكنها أن تفعل أقل من تلك التي يمكنك الحصول عليها مجانًا على هاتفك الخلوي اليوم."
عادةً ما تُصنع مقاييس الطيف من مكونات فردية: يجب وضع المرآة والعمود والشبكة والكاشف في المكان الصحيح قطعة تلو الأخرى وتعديلها مع بعضها البعض. يصنع الباحثون في IPMS الحواجز الفردية والثغرات البصرية مباشرة على رقائق السليكون. لكن هذا ليس كل شيء: ألواح السيليكون الرقيقة كبيرة جدًا بحيث تتناسب معها مكونات عدة مئات من أجهزة قياس الطيف - لذا يمكن تصنيع مئات الأنظمة القريبة من الأشعة تحت الحمراء دفعة واحدة. يقوم العلماء بتكديس الويفر مع المكونات المدمجة على تلك التي توجد عليها المكونات البصرية. يقوموا بتعديل الرقائق وتثبيتها ثم يعزلونها إلى مطياف فردي. لا يتعين على الباحثين محاذاة كل مكون ، ولكن فقط المركب المركب المعني. ميزة أخرى لهذه التكنولوجيا MEMS ، اختصارًا للأنظمة الميكانيكية والكهربائية الدقيقة: الأجهزة المنتجة بهذه الطريقة أقوى بكثير من نظيراتها المصنوعة يدويًا.
في معرض Sensor + Test التجاري في نورمبرج في الفترة من 22 إلى 24 مايو ، سيقدم العلماء نموذجًا أوليًا للمطياف (القاعة 12 ، الجناح 202). يمكن أن يكون الجهاز في السوق في حوالي ثلاث إلى خمس سنوات. في خطوة أخرى ، يعمل الباحثون على البنية التحتية الصحيحة. »نقوم بتطوير خوارزميات ذكية تقوم على الفور بتحليل الأطياف المسجلة ومقارنتها بالمواصفات ومن ثم إعطاء العميل توصية شراء أو رفض. ومع ذلك ، يشير هذا البيان فقط إلى جودة المنتج ، مثل النضج أو محتوى الماء. على النقيض من ذلك ، لا يمكن للنظام تقديم أي نتائج ميكروبيولوجية وسمية. «لا تقتصر تطبيقات جهاز المطياف على قطاع الغذاء: على سبيل المثال ، فإنه يكشف عن الانتحال وبالتالي يمكن أن يوضح ما إذا كانت المواد ذات جودة عالية مثل الأصلية أو ذات جودة أقل. يمكنه أيضًا كشف المناطق المطلية في السيارة أو فحص محتويات الأدوية وكريمات العناية بالبشرة.
المصدر: درسدن [Fraunhofer Society]
