Інженери Массачусетського технологічного інституту створили прості, компактні і потенційно дуже дешеві детектори концентрації етилену - газоподібного гормону стиглості фруктів.
Основою приладу стали спеціально оброблені вуглецеві нанотрубки.
Сенсор - це прилад, що вимірює опір струму, який проходить через мережу вуглецевих нанотрубок. На підкладку між двома позолоченими електродами інженери крапнули суспензії вуглецевих нанотрубок, при цьому вони були оброблені так, щоб їх опір залежав від концентрації етилену в повітрі.
Етилен - досить інертна і дуже проста органічна сполука з подвійним зв'язком CH2 = CH2. Щоб зробити нанотрубки чутливими до його концентрації, вчені використовували спорідненість етилену з іонами міді. На нанотрубки крапнули комплекс органічного комплексоутворювача і міді, яка в цій сполуці могла міцно зв'язувати етилен.
Вуглецеві нанотрубки дуже чутливі до додавання до них сторонніх домішок. Провідність нанотрубок сильно падала від адгезії на них комплексів міді, але коли до комплексів додавався ще й етилен, опір зростав іще сильніше. Створений інженерами датчик фіксував цей додатковий опір.
Прилад виявився доволі чутливим до відносно інертного газу. Додатково підсилити чутливість приладу вченим вдалося, додавши трохи полістиролу в суміш нанотрубок. Це зробило її більш пухкою, а тому підвищило ймовірність зв'язування молекул газу. У результаті прилад виявився здатен виявляти 0,5-1 молекулу етилену на мільйон молекул повітря (0,00005 відсотка). Концентрація газу у фруктах при цьому зазвичай становить близько 0,1-1 частинки на мільйон.
Створений інженерами прилад допоможе контролювати достигання плодів так, щоб під час перевезення вони не перестигли і не зіпсувалися. Розробники планують з'єднати сенсор з міткою (RFID), що зчитується безконтактно, і стверджують, що вартість такого сенсора не перевищить одного долара.
Рослини виробляють етилен під час достигання плодів, старіння квітів, обпадання листя. Під час достигання фруктів вироблення гормону є процесом самоприскорення, оскільки тканини рослини, реагуючи на підвищену концентрацію газу, самі починають продукувати етилен. Деякі виробники спеціально обробляють фрукти цим газом, щоб прискорити достигання.
Зазначимо, в лютому цього року британські учені, співробітники університету міста Ексетер, з'ясували, що овочі вміють "розмовляти" між собою.