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L’exposition à certains gaz inodores, incolores et insipides, tels que les agents neurotoxiques, peut être mortelle. Et le fait de pouvoir détecter d’autres types de vapeurs pourrait aider les gens à ne pas consommer des aliments avariés ou pourris.

Un dispositif ressemblant à un stylo

Des appareils portables faciles à utiliser pourraient donc contribuer grandement à la protection du public. Maintenant, des chercheurs ont créé un capteur ressemblant à un stylo qui change de couleur lorsqu’il est exposé à des vapeurs nocives.
Les humains ne peuvent pas détecter beaucoup de vapeurs toxiques, comme les agents neurotoxiques ou les amines volatiles libérées par les aliments avariés, donc un capteur qui peut remarquer les concentrations très minuscules de ces gaz serait utile. Les capteurs basés sur la fluorescence sont une solution potentielle car ils sont peu coûteux et peuvent révéler des traces de composés.
Cependant, certains composés fluorescents s’agglutinent une fois qu’ils ont réagi avec les gaz, réduisant leur intensité, et ils peuvent nécessiter des processus de fabrication complexes. D’autres fluorophores produisent une lumière plus intense lorsqu’ils s’agglutinent ensemble: les fluorogènes à émission induite par agrégation (AIEgens). La plupart des méthodes de détection actuelles utilisant les AIEgens sont à base de liquide, ce qui nécessite la dissolution des gaz en solution avant l’analyse, et ne sont pas facilement transportables.
Zhe Jiao, Pengfei Zhang, Haitao Feng, Ben Zhong Tang et leurs collègues ont donc voulu adapter les AIEgens pour les intégrer dans une fibre fine comme une aiguille, créant ainsi un appareil portatif dont l’extrémité s’allume en présence d’un gaz particulier.

Deux stylos pour les gaz et les aliments

Les chercheurs ont mis au point deux « stylos pratiques » basés sur l’AIEgen, l’un pour identifier l’agent nerveux diéthyl chlorophosphite (DCP) et l’autre pour les amines produites par la nourriture en décomposition. Tout d’abord, ils ont recouvert des fibres de polymère de dioxyde de silicium d’une fine couche de sol-gel pour immobiliser les AIEgen. Ensuite, ils ont ajouté un AIEgen qui change de couleur lorsqu’il réagit avec le DCP sur un ensemble de fibres, et un AIEgen qui réagit avec les amines sur un autre ensemble.
Ces fibres ont ensuite été placées à l’extrémité d’un dispositif en forme de stylo avec une source de lumière UV à l’intérieur. La pointe du capteur DCP est passée d’une fluorescence jaune à une fluorescence bleue dans les 30 minutes suivant l’exposition au DCP. La pointe du capteur d’amine était initialement d’une couleur bleu-gris douce, mais elle a généré une lumière jaune vibrante dans les cinq minutes qui ont suivi son exposition aux vapeurs d’amines volatiles.
Ces deux capteurs sont revenus à leur teinte d’origine lorsqu’ils ont été exposés à des vapeurs neutralisantes, ce qui démontre qu’ils sont réversibles. Enfin, l’équipe a utilisé le stylo pratique sensible aux amines pour distinguer un échantillon de saumon qui avait été réfrigéré de celui qui avait été laissé à température ambiante pendant 48 heures. Ce stylo a parfaitement détecté l’échantillon qui s’était dégradé.

Pour la sécurité alimentaire

Les chercheurs affirment que d’autres stylos pourraient être facilement développés en utilisant différents AIEgens sensibles à la vapeur, qui pourraient être appliqués à la sécurité alimentaire, à la surveillance de l’environnement ou à des applications de sécurité publique.
Cette recherche a été publiée dans ACS Materials Letters.
Source : American Chemical Society
Crédit photo : StockPhotoSecrets