Toidu kvaliteet kontrolliti kiiresti
Kas puuvilja, liha või juustuga - kvaliteet ei ole alati see, mida tarbija soovib. Spektromeeter ütleb klientidele tulevikus, kuna see on tellitud toidu kvaliteedile. Seade ei ole suurem kui suhkru kuubik, seda saab odavalt toota ja tulevikus isegi leida nutitelefonides.
Kas ananass on küps? Või leiate, et olete kodus pahane, et teie ostetud eksemplar ei ole magus ega mahlane? Ja kuidas on lood liha kvaliteediga? Kas see sisaldab liiga palju vett ja muutub praadimisel sitkeks? Toidukaupade ostmisel peavad kliendid sageli lootma oma õnnele. See peaks tulevikus lõppema: siis tuleb vaid toote juures nutitelefon kinni hoida, vastav rakendus ja menüüvalik käivitada, näiteks »pirn« - ja seade annab soovituse: selle pirni fruktoosisisaldus on kõrge , roheline tuli osta. See rakendus põhineb infrapuna-spektromeetril, mis mõõdab vee, suhkru, tärklise, rasva ja valkude osakaalu toodetes. Süsteem "vaatab" mõne sentimeetri sügavusele toidu sisse - näiteks suudab ta tuvastada, kas õuna südamik mädaneb. Isegi õhukesed pakkekiled pole takistuseks.
Aga kuidas seade töötab? See kiirgab proovile lairibavalgust, näiteks lihatükki. Sõltuvalt koostisest peegeldab see erineva lainepikkusega valgust lähi-infrapuna vahemikus erineval määral. Spekter ütleb teadlastele, kui palju ainet toidus sisaldub.
Väiksem kui suhkrutükk
Spektromeetri eripära: kõigest 2,1 kuupsentimeetrise ruumalaga on see umbes 30 protsenti väiksem kui suhkrutükk - ja seega oluliselt kompaktsem kui kaubanduslikult saadaval olevad kolleegid, mis on umbes kahe pakiga võid. Teine eelis: seadmed sobivad masstootmiseks ja neid saab toota kulutõhusalt. "Eeldame, et spektromeetrid arenevad sarnaselt digikaameratega," ütleb dr. Heinrich Grüger, Dresdenis asuva Fraunhoferi Instituudi Photonic Microsystems IPMSi äriüksuse juht, kus süsteemi arendatakse. "Kaamerad, mida saaksite kümme aastat tagasi osta 500 euro eest, suudavad teha vähem kui need, mida saate täna oma mobiiltelefonilt tasuta hankida."
Spektromeetrid on tavaliselt valmistatud üksikutest komponentidest: peeglid, pilud, võred ja detektorid tuleb tükkhaaval paigutada õigesse kohta ja üksteise järgi reguleerida. IPMS-i teadlased valmistavad üksikud võrgud ja optilised lüngad otse räni vahvlitel. Kuid see pole veel kõik: õhukesed räniplaadid on nii suured, et neile mahuvad mitmesaja spektromeetri komponendid - nii saab ühe hooga toota sadu lähedase infrapuna süsteeme. Teadlased laduvad integreeritud komponentidega vahvlid peale nende, millel asuvad optilised komponendid. Nad reguleerivad ja kinnitavad vahvleid ning eraldavad need seejärel üksikutesse spektromeetritesse. Teadlased ei pea joondama kõiki komponente, vaid ainult vastavat substraadi komposiiti. Selle MEMS-tehnoloogia teine eelis, mis on lühidalt mikromagnetmehaaniliste süsteemide kohta: sel viisil toodetud seadmed on palju tugevamad kui nende käsitsi valmistatud analoogid.
Teadlased esitlevad spektromeetri prototüüpi 22.-24. Maini Nürnbergis toimuval messil Sensor + Test (saal 12, stend 202). Seade võib turule tulla umbes kolme kuni viie aasta jooksul. Järgmises etapis töötavad teadlased õige infrastruktuuri kallal. »Töötame välja intelligentsed algoritmid, mis analüüsivad salvestatud spektreid koheselt, võrdlevad neid spetsifikatsioonidega ja annavad seejärel kliendile ostusoovituse või tagasilükkamise. Kuid see väide puudutab ainult toote kvaliteeti, näiteks küpsust või veesisaldust. Teisest küljest ei saa süsteem pakkuda mikrobioloogilisi ja toksikoloogilisi leide. «Spektromeetri rakendused ei piirdu ainult toidusektoriga: näiteks tuvastatakse plagiaad ja seega saab tõestada, kas materjalid on sama kõrge kvaliteediga kui originaal- või madalama kvaliteediga kaubad. See võib paljastada ka auto üle värvitud alad või kontrollida ravimite ja hoolduskreemide sisu.
Allikas: Dresden [Fraunhofer-Gesellschaft]
