Sử dụng laser và sóng xung kích plasma để đo độ chín của trái cây

Các nhà nghiên cứu ở Nhật Bản vừa phát triển được một phương pháp không tiếp xúc để đo độ chín của các loại trái cây mền như xoài (Ảnh: elxeneize/Depositphotos)

Đánh giá độ chín của một loại trái cây có thể là một quy trình khó khăn với tất cả mọi người, từ nông dân đến khách mua hàng. Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Shibaura (SIT) của Nhật vừa phát triển một phương pháp công nghệ cao mới để kiểm tra mà không cần nắn bóp hay làm hỏng các loại trái cây mềm như xoài. Tất cả những gì họ cần là một tia laser và sóng xung kích plasma.

Độ cứng là một trong những chỉ số đáng tin cậy nhất để đánh giá tình trạng chín của trái cây nhưng sẽ tốn nhiều thời gian (chưa kể đến vấn đề vệ sinh) nếu mọi người cầm tay nắn thử suốt chuỗi cung ứng. Thêm vào đó, trái mềm còn có thể bị dập nát do xử lý và chịu áp lực tác động liên tục.

Do đó, nhóm nghiên cứu mới quyết tâm tìm ra một phương pháp không tiếp xúc để đo độ chín. Nhóm sử dụng một tia laser cường độ cao để tạo ra một bong bóng plasma gần bề mặt của xoài. Khi vỡ, bong bóng plasma tạo ra các sóng xung kích, truyền rung động xuyên qua trái. Sau đó, một công cụ được gọi là máy đo độ rung Doppler laser (LDV) để đo những rung động đó và suy ra độ cứng của trái cây và qua đó biết được độ chín.

Các phương pháp tương tự trước đây đã được sử dụng để kiểm tra độ chín của trái bơ chẳng hạn nhưng phương pháp này liên quan đến việc tác động cơ học vào trái, vốn không phù hợp đối với quả chín mềm hơn như xoài.

Các nhà nghiên cứu của SIT trước đây đã sử dụng phương pháp plasma này trên táo nhưng một lần nữa, phương pháp này không hoạt động trên trái cây mềm vì chúng không tạo ra dạng rung động phù hợp. Đối với nghiên cứu mới này, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng sóng xung kích plasma có thể tạo ra một loại rung động gọi là sóng Rayleigh vốn chỉ truyền đi trên bề mặt.

Các thử nghiệm cho thấy rằng những sóng Rayleigh này vẫn có thể chỉ ra độ cứng và độ chín với sự trợ giúp của LDV. Kết quả rõ ràng hơn khi các sóng được bắn xung quanh “đường xích đạo” của trái xoài, thay vì dọc theo trục thẳng đứng. Điều này có vẻ do có các hạt ở phần trung tâm.

Nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng các số đo này có thể bị sai lệch do chỗ hỗng bên trong thịt trái hoặc do hư hỏng. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu dự kiến sẽ tiếp tục tìm cách giải quyết các vấn đề này bằng cách nhắm vào các bộ phận khác nhau của trái và hy vọng sẽ mở rộng áp dụng phương pháp này cho các loại quả mềm khác. Các phương pháp không tiếp xúc khác để đo độ chín bao gồm cảm biến và “mũi điện tử” cầm tay có thể dò các hợp chất cụ thể mà trái cây tiết ra khi chín.

LH - Mard, theo New Atlas.