V zadnjih letih so biološke in biomaterialne mikrokavitosti in mikrolaserji pritegnili veliko pozornosti zaradi njihovega potenciala pri sledenju, označevanju, biološkem odkrivanju, celičnem barkodiranju, informacijski varnosti in anti-ponarejanju ., vendar se nobena raziskava ni osredotočila na ustvarjanje laserjev, ki so bili pred kratkim, ki jih je MatJa, ki je bila pred kratkim, ki je bila pred kratkim MatJa Mat. Materials, developing a microlaser system made entirely of edible substances, successfully embedding barcodes and sensors directly into food, and creating a new technical path for food safety monitoring. This research significantly enhances the traceability, safety and freshness monitoring of food and medicines as well as non-edible products, and provides a new technical solution for environmental monitoring, pharmaceutical fields and biomedical aplikacije .
Kako narediti užitne mikrolaserje?
Lasers mainly consist of three components: pump source, gain medium, and resonant cavity. The gain medium is a fluorescent dye that provides optical gain through stimulated emission. The study demonstrated two types of microcavities: whispering gallery mode (WGM) and Fabry-Perot (FP) mode. The microlaser is pumped by an external light source, na primer pulzirani laser . Ko optični dobiček v votlini presega optično izgubo, sistem doseže laserski prag in oddaja lasersko svetlobo . užitne snovi, ki se uporabljajo kot pridobivanje medijev in votlin v študiji ., ki jih običajno najdejo v slovesnih količinah in se uporabljajo v utemeljivih količinah in se uporabljajo v utemeljivih količinah in se uporabljajo v utemeljivih količinah in jih Uporabljeni niso kemično spremenjeni na noben način, zato se vizualni videz, okus in prehranska vrednost izdelka ne spremenijo bistveno, njegova okoljska vrednost pa se vzdržuje .
Raziskovalna skupina je sistematično prikazala odobrene dodatke za hrano in na koncu opredelila več ključnih materialov za lasersko pridobivanje:
- Družina klorofila: Študija je pokazala, da je kvantni donos klorofila-A v sončničnem olju dosegel 0 . 3, kar zadostuje za podporo laserske emisije . Koncentracija klorofila, ki je naravno, ki je v oljčnem olju, doseže laserski učinek brez dodatnih dodatnih snovi.
- Vitamin B2 (riboflavin): S kvantnim izkoristkom 0 . 27 dobro deluje v vodni raztopini in zagotavlja idealen laserski medij za izdelke na vodni osnovi.
- Carmin: To tradicionalno barvanje hrane ima dobre laserske zmogljivosti v mastnem okolju in razširi svoj obseg aplikacij .
Inovativni dizajn arhitekture laserske votline
Izbira resonančnih materialov v votlini je odvisna od konfiguracije in funkcije mikrolaserja . Običajno morajo biti ti materiali pregledni, v nekaterih konfiguracijah pa morajo imeti visok indeks loma ali biti odsevni, če se uporabljajo kot zrcalo, tako da se lahko različna olja, agar, gela, agar, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, Agarja, AGAR, AGAR, AGAR, AGAR, AGAR IN TIND SIL SIBRE SO BO BO Raziskovalna skupina Laser Cavity Design je pokazala dve inovativni arhitekturi:
Način šepetanja galerije (WGM): Z uporabo optičnega skupnega učinka notranjega odseva kapljic olja ali trdnih mikrosfer imajo WGM-ji ponavadi zelo visoke q faktorje . Raziskovalna skupina je dosegla lasing z uporabo 2 mM klorofila-a ali 4 mm karmina, raztopljenega v sončničnem olju . za klorofil, ki je bil v vročeh, ki jih je doseglo 9000, za Chlorophyl, ki je dopolnjenih 9000, za Chlorophyl. threshold of 4.5 μJ and a standard deviation of 0.2 μJ. The minimum droplet size required to achieve lasing is about 35 μm. In addition to pure chlorophyll-A, non-purified chlorophyll mixtures extracted from spinach and even pure olive oil can also emit Odkrivanje iz oljnih kapljic v vodi, vendar je prag za lasiranje približno trikrat večje . oljčno olje seveda vsebuje dovolj klorofila, ki ga je mogoče uporabiti kot laser v obliki oljnih kapljic brez dodajanja drugih snovi. Vrhovi WGM so opazili tudi v spektru pod pragom za lasing, ko sem vzbudil laser z neprekinjenim valom (CW) ali svetlobno oddajajočo diodo (LED).
Fabry-Perot (FP): Linearna votlina, sestavljena iz dveh ogledal z dobičkom med njimi . Predlagani FP užitni laser uporablja užitne srebrne liste kot reflektorji, agar ali želatin kot konstrukcijsko podporo, prostor med ogledali pa je napolnjen z 2 mM klorofilom, raztopljenim v kotalnem olju ali 5 mm riboflovinovega fosfata ali 5 mm riroflavinovega fosfata Rešitev . Ko je votlina, napolnjena s sončničnim oljem, dopiranim s klorofilom, črpana z utripajočim laserjem, ostrim, enako razmaknjenim vrhom, se je pojavila v emisijskem spektru nad lasing mejnim energijo 6 μJ, kar kaže na prisotnost lasiranja v FP Camity odstopanje 0 . 2 μJ. Lasing smo dosegli tudi z votlino, napolnjeno z vodno raztopino natrijevega fosfata riboflavina.
Neodlobna natančna črtna koda
Ta študija prikazuje natančno sposobnost kodiranja informacij o užitnih mikrolaserjih . Monodisperse kapljic, ki jih pripravijo mikrofluidiki Spektroskopija z napako samo 1 . 2 nm . Raziskovalna skupina je razvila 14- bitni binarni sistem kodiranja, ki lahko teoretično ustvari 16.384 edinstvenih identifikacijskih kod ., ki je dovolj, da se kodirajo ključne informacije, kot so proizvodni podatki, in poreklo. Zaradi fizičnih omejitev postopka priprave je to kodiranje fizično neobvladljivo, kar zagotavlja vrhunsko zaščito proti ponarejanju za izdelke z visoko vrednostjo.
V dejanski demonstraciji je raziskovalna skupina uspešno kodirala "mednarodni dan za zaustavitev živilskih odpadkov, 26. aprila 2017" v konzervirane breskve . celoten postopek kodiranja zahteva le 5 μl sončničnega olja, energijski prispevek pa 500 ml izdelka je zanemarljiv (samo 0 .}}}) {.}} ml) Kodirane informacije lahko še vedno popolnoma berete.
Večfunkcionalno spremljanje za varnost hrane
Poleg funkcije proti-receptorjev sistem prikazuje tudi močne zmogljivosti zaznavanja, kar zagotavlja način spremljanja v realnem času za varnost hrane:
Natančno merjenje koncentracije sladkorja: Z uporabo občutljivosti votline WGM do lomnega indeksa okoliškega medija je dosežena meritev koncentracije sladkorja z natančnostjo 0 . 2%, kar je primerljivo z zmogljivostjo komercialnih refraktometrov ., kar je velik pomen za nadzor kakovosti izdelkov.
Dinamično spremljanje vrednosti pH: S pomočjo pH-odzivne ekspanzije hitozanskega filma je zaznavanje pH z natančnostjo 0 . 05 pH enot . v poskusu z mlekom, neprekinjeno spremembo vrednosti pH v več dneh uspešno spremljalo novo orodje za predvidevanje novih orodij za napovedovanje življenjske dobe mlečnih izdelkov.
Zaznavanje mikrobne rasti: Inovativna uporaba želatine, obogatenega s hranili, kot zaznavni medij, ko želatinaza, ki jo proizvajajo bakterije
Indikacija izpostavljenosti temperaturi: Užitne maščobe z različnimi talnimi točkami se uporabljajo za izdelavo temperaturno občutljivih komponent . Ko so izpostavljene temperaturi nad nastavljeno temperaturo, se struktura trajno spreminja, kar zagotavlja nepovratno metodo snemanja za spremljanje prevoza hladne verige .
Povzetek in obeti
This study demonstrated several edible lasers and their applications in enhancing food and drug safety. It was the first systematic study of edible laser dyes and microcavities, demonstrating two types of microcavities: whispering gallery mode and Fabry-Perot mode, verifying the excellent performance of edible microlasers as sensors and barcodes. The research team pointed out that in addition to food, To tehnologijo lahko uporabimo tudi za spremljanje kakovosti in okoljsko spremljanje potrošniških izdelkov, kot so kozmetika in kmetijski izdelki . hkrati pa lahko ta koncept razširimo na biomedicinska polja, kot so kapsule zdravil in medicinski vsadki, ki zagotavljajo nova orodja za personalizirano medicino .
Ogromen potencial laserske tehnologije na področju varnosti hrane ponuja inovativne rešitve globalnih vprašanj o varnosti hrane . Ko tehnologija dozori dlje, prihaja novo obdobje "pametne hrane" - vsak izdelek bo imel svojo "optično osebno kartico", ki je ni mogoče ponarediti z zmogljivostmi za spremljanje zdravja v realnem času .
