未来的智能包装?

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凯斯西储大学的研究人员正在领导开发一种“智能包装”系统监测易腐食品在运输过程中的温度波动、湿度变化和病原体。

他们的节能智能包装方法可以为分销商提供更具成本效益的供应链，为食品生产商节省成本，为消费者提供更高质量的食品。

凯斯西储大学(Case Western Reserve)机械与航空航天工程、电气、计算机与系统工程助理教授曹昌勇(Chase)说:“如果这项研究进展顺利，每个人都将受益。”曹昌勇是该研究团队的负责人。

“供人类消费的食物中约有三分之一被丢失或浪费——每年大约有13亿吨食物。我们的解决方案可以显着减少腐败，降低成本，确保食品安全。”

该团队的研究最近发表在《纳米能源》杂志的网上。

智能包装:自供电监控

该系统的核心特点是一个小型的、自供电的监控设备，由柔性传感器和一个能量采集器组成，该设备使用干燥剂(包装中发现的用于吸收水分的小袋硅胶颗粒)来利用和储存环境能量。

在这个系统中，能量是由送餐车本身的振动产生的。

这种能量为实时智能包装监控系统提供动力，该系统将为食品生产商和运输人员提供有关包装食品的温度、湿度和变质情况的数字数据。

为了实现这一目标，Cao和他的团队设计了一种基于干燥剂的摩擦电纳米发电机(D-TENG)来延长传感系统的服务时间。

摩擦电纳米发电机是一种能量收集装置，可以将机械能(通常是在两个物体之间相互滑动)转化为电能。

研究小组设计了一个以纸板为基础的蜂窝框架来储存干燥剂——现在这些干燥剂也被用来发电，因为它们在蜂巢内来回弹跳。

曹说，虽然一些现代运输公司已经在类似的智能包装中使用传感器来记录温度、湿度和二氧化碳，但运行这些系统所需的传统电池既昂贵又笨重，还会造成环境污染。

曹说，许多这些系统不能提供实时数据来检测食品变质。现有的小型便携式系统只能在非常有限的时间内检测环境条件。

潜在影响，下一步

该团队的方法与世界银行提出的食物浪费解决方案一致，其中包括在供应链中储存和保持易腐食品新鲜的更好技术。

虽然Cao和他的团队还没有在这个项目中解决如何更好地冷却运输中的易腐食品，但他们的首要任务是确定何时以及什么可能出现问题。

该团队现在正在组装一个功能原型;曹说，他希望在未来五年内扩大生产和销售。

Cao和他的团队专注于检测和防止食品变质，但他相信这项技术也可以为运输疫苗提供好处。该系统可以为公司和政府机构提供有关这些关键货物温度的准确实时信息。

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