2018年,根據哈佛法學院的一份報告,超過 80% 的美國人會在食物過期前扔掉,以防止給自己帶來疾病。事實上,很多人對食品安全極為謹慎,這也是導致每年生產的三分之一的食品被浪費的原因。

就算不是直接扔掉,當食物放置一段時間后,很多人也會采取“聞”的方式來判斷食物是否變質,以此決定丟棄與否。但很多聞起來很好的食物,其實含有大量有毒細菌。因此,一個有效的檢驗方式十分必要。

近日,研究人員發明了一款芯片,其可用于食物變質識別,并可提醒用戶及時食用,減少浪費。例如,冰箱里的牛奶一直沒喝,搭載芯片的傳感器發現它快變質了,就能提醒你及時喝掉。

該芯片面積大約為指甲蓋大小,包含 32 位處理器,處理器中又包含 18000 個邏輯門、56340 個器件、以及 456 字節的只讀存儲和 128 字節的隨機存儲。片上系統采用 0．8μm 金屬氧化物薄膜晶體管技術制造,時鐘頻率最高可達 29kHz,最大功耗為 21mW,其中 99% 以上為靜態功耗。

該芯片生產于厚度小于 30μm 的柔性聚酰亞胺基板上,整個過程依賴薄膜材料沉積、圖案化和蝕刻,并通過物理氣相沉積、原子層沉積和溶液處理的技術組合得以實現。這意味著在技術上,該芯片仍采用光刻工藝,并輔之旋涂技術和光刻膠技術。

芯片的晶體管,由金屬氧化物即銦、鎵和鋅的混合物制成,比硅芯片中的晶體管更薄。基板材料使用一種名為聚酰亞胺的塑料,并在其上構建了薄膜金屬氧化物晶體管。

此外,研究人員改變了芯片的標準單元架構,使路由器更容易連接單元。為了提高邏輯綜合的整體質量,庫中添加了幾個復雜的邏輯門、以及一些高驅動強度的簡單邏輯門。其中,標準單元庫是預先驗證的小型構建塊的集合,通過使用電子設計自動化 工具,可將它們組裝成更大規模的IC 布局。

值得一提的是,該芯片不僅能在食物變質識別中發揮作用,在醫療保健方面其也有較大應用潛力。比如,該芯片可放入醫用繃帶中,提供感染指標,減輕每年因受傷或輕微感染而死于敗血癥的患者。

總的來說,該成果邁出了新一代便攜式、小型化電子設備的重要一步,未來,希望其可以在多個領域開花結果。