△(从左到右)高丽大学世宗校区学生金道潭(音)、高丽大学世宗校区教授苏顺爱(音)、高丽大学世宗校区教授安埈成(音)、高丽大学世宗校区学生梁镇赫(音)、国立韩拔大学教授河志焕(音)、韩国机械研究院博士郑俊浩(音)
高丽大学世宗校区(副校长金荣)控制测量工程系安俊成(音)、苏顺爱(音)教授共同研究组开发了基于表面增强拉曼散射(SERS,Surface Enhanced Raman Scattering)的弹性传感器平台,可以实时监测食品的新鲜度和安全性。该传感器可以在不打开包装的情况下无损检测肉类、鱼、蔬菜、水果等多种食品的新鲜度、营养成分和有害物质是否存在。
此次研究刊登在材料、纳米科学领域的国际学术杂志《Small,Impact Factor 13,JCR7%》上,被选为背面封面(Back Cover)。(论文名:SERS Sensor Integrated in Stretchable and Antimicrobial Wrapper for Food Quality Monitoring and Preservation(Small 2025,2501808)。
研究小组利用世界上第一个结合电纺丝微纤维状纳米电写印刷工艺的“纤维状微结构体静电直接电写技术”,制作了纳米结构SERS基板。该技术可以利用光散射进行微量分子检测,从而可以以即时、非破坏性的方式确认食品的营养成分、腐烂程度和鲜度。
△用于集成纳米结构SERS传感器的食品监控和保存的弹性抗菌包装材料工艺策略和应用
另外,通过纤维化高弹性功能材料,开发出具有弹性和抗菌功能的食品包装材料,并将其与SERS基板相结合,开发出了适用于多种食品的柔性传感器平台。这种方法被评价为克服了现有SERS传感器所具有的低实用性和有限适用范围的局限性。
开发出的传感器包装材料可以在食品的流通和保管过程中,作为包装纸本身实时感知质量的智能包装,在不打开包装的情况下也可以确认是否腐败或有害物质的存在,有望为食品新鲜度管理和安全性检测方法带来革新性变化。特别是包装材料中包含的抗菌功能可以延缓食品的腐烂,有助于更长时间的保鲜。
研究小组预测,该技术今后将积极用于食品流通现场的新鲜度监测和安全性评价,为减少食品废弃物和提高消费者安全做出贡献。
国立韩田大学机械工程系教授河志焕(音)(共同第一作者)、高丽大学世宗校区电子、机械融合工程系学生梁振赫(音)(共同第一作者)、金道潭(音)(共同作者)参与了此次研究,控制测量工程系教授苏顺爱(音)、安俊成(音)、韩国机械研究院郑俊浩(音)博士进行了研究指导和参与。
夏志焕(音)教授和杨振赫(音)学生解释了此次技术的意义:“通过在电纺丝纤维上应用世界上第一个纳米电印工艺,可以开发出灵活而有弹性的SERS传感器。”指导研究的苏顺爱(音)教授、安俊成(音)教授、郑俊浩(音)博士表示:“此次食品监控平台提出了一种新的方法,可以在不打开包装材料的情况下实时检测食品的新鲜度和有害物质。这将成为智能包装材料商用化的重要基石。”
△Small背面封面
另外,该研究由科学技术信息通信部(RS-2025-00523026,NRF-2022R1C1C2009430,RS-2025-00517017)、产业通商资源部(RS-2022-00154781,141517974420019169)、文化体育观光部(RS-2024-00343692)、中小风险企业部(RS-2025-025-02311282)资助,在韩国研究财团的支持下进行。
高丽大学世宗校区宣传集资部
翻译:崔耶恩