2023-08-21
【學術亮點】一種柔性、可拉伸的光子晶體薄膜，具有敏感的結構變色特性，用於變質牛奶檢測
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Intelligent Detection: Smart Agriculture Detection System【Mechanical Engineering Department / Gou-Jen Wang / Tenured Distinguished Professor】
智慧檢測：智慧農業檢測系統【機械工程學系王國禎特聘教授】
上架日期2022-12-30
智慧檢測：智慧農業檢測系統【機械工程學系王國禎特聘教授】
| 論文篇名 | 英文：A flexible and stretchable photonic crystal film with sensitive structural color-changing properties for spoiled milk detection 中文：一種柔性、可拉伸的光子晶體薄膜，具有敏感的結構變色特性，用於變質牛奶檢測 |
| 期刊名稱 | Food chemistry: X, Science Direct |
| 發表年份, 卷數, 起迄頁數 | 2023, 16, 100526 |
| 作者 | Do Thi Vien Thao, Wei-Tzu Weng, Nguyen Van Hieu, Cheng-Chung Chang(張健忠), Gou-Jen Wang(王國禎)* |
| DOI | 10.1016/j.fochx.2022.100526 |
| 中文摘要 | 這項研究提出了一種帶有光子晶體的柔性可拉伸3D聚合物薄膜，用於對變質牛奶進行可見檢測。熱塑性聚氨酯(TPU)被用作光子晶體結構的基材。具有規則的陽極氧化鋁薄膜奈米半球陣列的後阻擋層被用作電鑄鎳模具的模板。然後將奈米半球陣列奈米壓印到TPU基板上，在其上形成應變可控光子晶體(SCPC)結構。食品腐敗可以通過其產生的氣體引起的結構顏色變化輕鬆檢測到。實驗結果證實，當薄膜的伸長率(ΔL)達到0.2毫米(1.2%)時，所製備的SCPC TPU薄膜發生結構顏色變化。此外，變質牛奶檢測實驗表明，所提出的SCPC TPU薄膜是一種高度智能且經濟高效的生物傳感器，用於檢測容器中的變質食品。 |
| 英文摘要 | This study proposes a flexible and stretchable 3D polymer film with photonic crystals for the visible detection of spoiled milk. Thermoplastic polyurethane (TPU) was used as the substrate for the photonic crystal structure. The back barrier layer with a regular array of nanohemispheres of anodic aluminum oxide film was used as a template for electroforming a nickel mold. The nanohemisphere array was then nanoimprinted onto the TPU substrate to form a strain-controllable photonic crystal (SCPC) structure on it. Food spoilage can be easily detected by the structural color change caused by the gas it produces. Experimental results confirmed that the structural color change of the fabricated SCPC TPU film occurred when the elongation (ΔL) of the film reached 0.2 mm (1.2 %). Furthermore, spoiled milk detection experiments showed that the proposed SCPC TPU film is a highly intelligent and cost-effective biosensor for detecting spoiled food in a container. |
| 發表成果與AI計畫研究主題相關性 | 食品耐儲存性是一個現代問題，無標記和無標籤的食品可能會在用戶不知情的情況下過期。一種可以直觀地表明食品變質的方法是食品工業和生命科學的一個新研究領域。在這項研究中，我們提出了一種帶有光子晶體(PC)的新型可拉伸熱塑性聚氨酯(TPU)薄膜，能夠以小應變同時改變PC週期性和入射角。變質牛奶檢測結果表明，所提出的PC TPU薄膜是一種高度智能且經濟高效的生物傳感器，用於檢測容器中變質食品。所開發的PC TPU薄膜可用於替代目前使用的鋁箔密封。 |
