Dans un monde où la fraîcheur des fruits et légumes est devenue un enjeu central de notre santé et de notre alimentation, une équipe de chercheurs indiens propose une innovation technologique qui pourrait bien transformer notre manière de contrôler la qualité de nos aliments.
Publiée dans la revue Angewandte Chemie, leur étude met en évidence le développement de nouvelles diodes électroluminescentes (LEDs) émettant simultanément dans deux plages de longueur d’onde différentes. Ce procédé novateur vise à simplifier et à rendre plus complète la surveillance de la fraîcheur des fruits et légumes.
Modifiées avec des matériaux de type pérovskite, ces LEDs émettent à la fois dans la plage du proche infrarouge et dans la plage visible, ouvrant ainsi une nouvelle voie pour le contrôle sans contact de nos aliments.
Le potentiel de la pérovskite
Capturant et convertissant la lumière, les cristaux de pérovskite sont simples à produire et hautement efficaces. Déjà utilisés dans les cellules solaires, ils sont également intensivement étudiés pour leur applicabilité dans d’autres technologies.
L’équipe du Professeur Angshuman Nag, à l’Institut Indien de l’Éducation Scientifique et de la Recherche (IISER) de Pune, propose une application de la pérovskite dans la technologie LED pour le contrôle de la qualité des fruits et légumes.
Une technologie LEDs à double émission
Sans convertisseur de lumière, les LED émettraient de la lumière dans des bandes lumineuses assez étroites. Pour couvrir toute la gamme de lumière blanche produite par le soleil, les diodes des LED « à conversion phosphorique » (pc) sont recouvertes de substances luminescentes.
Pour créer ces LEDs pc à double émission, les chercheurs ont utilisé une double pérovskite dopée au bismuth et au chrome. Une partie du composant de bismuth émet une lumière blanche chaude tandis qu’une autre partie transfère l’énergie au composant de chrome, le désexcitant et provoquant une émission supplémentaire dans la gamme NIR, ont-ils découvert.
L’émission dans le proche infrarouge est déjà utilisée dans l’industrie alimentaire pour examiner la fraîcheur des fruits et légumes.
« Les aliments contiennent de l’eau, qui absorbe l’émission large du proche infrarouge à environ 1000 nm. Plus il y a d’eau présente [à cause du pourrissement], plus l’absorption du rayonnement proche infrarouge est grande, ce qui donne un contraste plus sombre dans une image prise sous rayonnement proche infrarouge. Ce processus d’imagerie facile et non invasif peut estimer la teneur en eau dans différentes parties des aliments, évaluant ainsi leur fraîcheur » expliquent le Pr. Nag et son doctorant Sajid Saikia, premier auteur de l’étude.
Le regard porté sur la fraîcheur des aliments
En utilisant ces LEDs modifiées pour examiner des pommes ou des fraises, l’équipe a observé des taches sombres qui n’étaient pas visibles sur les images de caméra standard. L’éclairage des aliments avec une lumière blanche et NIR a révélé une coloration normale visible à l’œil nu, ainsi que les parties commençant à pourrir, mais pas encore visibles.
Les chercheurs envisagent un dispositif compact pour une inspection simultanée en lumière visible et en NIR des aliments. Malgré le coût potentiellement élevé d’un tel instrument, qui nécessiterait deux détecteurs (un pour la lumière visible et un pour la lumière NIR), les chercheurs soulignent que ces LEDs sont faciles à produire sans aucun déchet chimique ou solvants.
De plus, les coûts à court terme pourraient être largement récupérés par la longue durée de vie et la scalabilité de ce nouveau dispositif à double émission.
En synthèse
Cette innovation technologique, qui repose sur l’usage de LEDs à double émission et sur les propriétés lumineuses des pérovskites, offre des perspectives prometteuses pour le contrôle de la fraîcheur de nos fruits et légumes. Bien que son coût puisse être un frein à son déploiement à grande échelle, la simplicité de sa production et sa durabilité pourraient bien faire pencher la balance en sa faveur.
Broad Dual Emission by Codoping Cr3+ (d→d) and Bi3+ (s→p) in Cs2Ag0.6Na0.4InCl6 Double Perovskite. DOI : 10.1002/anie.202307689 / Journal – Angewandte Chemie International Edition
