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- 基于激光改性軟木的傳感器可檢測飲料中的亞硝酸鈉
- 來源：泰斯・塞格（Thais Szegö），圣保羅研究基金會（FAPESP） 發(fā)表于 2025/10/27
該項(xiàng)目目前正處于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證與設(shè)計優(yōu)化階段。圖片來源：比阿特麗斯・赫爾米納雷（Beatriz Germinare）等
巴西圣保羅州聯(lián)邦圣卡洛斯大學(xué)（UFSCar）的一支研究團(tuán)隊開發(fā)出一種傳感器，可檢測礦泉水、橙汁、葡萄酒等多種飲料中的亞硝酸鈉（NaNO₂）。亞硝酸鈉是一種無機(jī)鹽，常用作防腐劑與固色劑，為火腿、培根、香腸等食品賦予粉紅或紅色外觀。但根據(jù)攝入量不同，它可能促使致癌物質(zhì)亞硝胺形成，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重健康問題。
“這一健康風(fēng)險促使我們開發(fā)一種簡單、快速且易操作的檢測方法，以保障液體飲品的質(zhì)量與安全。” 巴西聯(lián)邦圣卡洛斯大學(xué)傳感器、納米醫(yī)學(xué)與納米結(jié)構(gòu)材料實(shí)驗(yàn)室（LSNano）主任布魯諾・坎波斯・亞內(nèi)吉茨（Bruno Campos Janegitz）表示。亞內(nèi)吉茨主持了這項(xiàng)研究，相關(guān)成果已發(fā)表于《微量化學(xué)學(xué)報》（Microchimica Acta）期刊。
研究人員在論文中指出：“檢測飲料（尤其是葡萄酒）中的亞硝酸鈉對質(zhì)量控制至關(guān)重要，因?yàn)樵诎臀骷叭蚨鄶?shù)國家，將其用于飲料均屬非法。”
據(jù)亞內(nèi)吉茨介紹，LSNano 實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目旨在采用低成本平臺材料，在創(chuàng)造附加值的同時兼顧環(huán)保。此次選擇軟木作為基礎(chǔ)材料，正是因?yàn)樗|(zhì)地輕便、天然環(huán)保且成本低廉。
研究團(tuán)隊通過激光標(biāo)記對軟木樣品進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)化為石墨烯 —— 一種高導(dǎo)電性的碳材料。整個過程仿佛是聚焦的光束在軟木內(nèi)部 “繪制” 出導(dǎo)電通路。亞內(nèi)吉茨解釋道：“這種工藝具有可持續(xù)性，無需使用有毒試劑，且能生成高導(dǎo)電性材料。這一點(diǎn)至關(guān)重要，因?yàn)閬喯跛猁}的電化學(xué)氧化反應(yīng)是已知的，因此我們需要高導(dǎo)電性的傳感器才能實(shí)現(xiàn)對該物質(zhì)的檢測。”
該裝置可檢測飲料中的亞硝酸鈉
該項(xiàng)目目前正處于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證與設(shè)計優(yōu)化階段。圖片來源：比阿特麗斯・赫爾米納雷（Beatriz Germinare）
下一步，研究人員向軟木表面噴涂防水噴霧，防止液體滲入軟木內(nèi)部影響傳感器的檢測響應(yīng)；再涂抹一層指甲油以界定激光改性區(qū)域；隨后將軟木樣品放入 40°C 的烤箱中烘干 30 分鐘，同時優(yōu)化激光加工參數(shù)。
項(xiàng)目的后續(xù)步驟是：將水、橙汁、葡萄酒樣品稀釋后，置于含模擬亞硝酸鹽的鹽類電解質(zhì)溶液中，再將其滴加在軟木制備的石墨烯材料上進(jìn)行檢測。
結(jié)果顯示，該傳感器表現(xiàn)優(yōu)異，兼具高靈敏度與良好穩(wěn)定性，能夠檢測到符合食品與環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)的亞硝酸鹽濃度。
目前該項(xiàng)目仍處于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段，要實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用還需進(jìn)一步優(yōu)化傳感器設(shè)計。
信息提供：圣保羅研究基金會（FAPESP）
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