碳纳米管改性及其在食品检测中的应用评价

□ 赵华锋 青岛市华测检测技术有限公司

随着科学技术对碳纳米管研究的深入进行，碳纳米管技术越来越成熟。但仍然存在着一些细小的问题，通过对碳纳米管的改性可有效地优化这方面的性能。随着人们生活水平的不断提升，人们对于食品安全的重视程度也与日俱增，改性碳纳米管可以有效地完成这一工作[1]。

1 碳纳米管改性的常用方法

现价段的碳纳米管结构相对稳定，且展开表面积巨大，具有很强的吸附能力。但是由于碳纳米管的表面可以十分轻易地进行处理，已获得更大的吸附能力。所以对碳纳米管进行不同的处理，可以使碳纳米管获得不同的性能从而承担不同的工作。对碳纳米管进行改性处理主要有物理改性与化学改性两种方法[2]。

1.1 物理改性

物理改性又被称为非共价改性，主要的方法为在保证碳纳米管结构与性质不被破坏的前提之下有效地提升碳纳米管与其他物质之间的相容性质。所使用的方法最主要是在碳纳米管的表面加入含有大量的活性阴离子、活性阳离子与非离子的活性剂是碳纳米管可以与其他物质相容。

1.2 化学改性

化学改性又叫共价键改性，是现阶段最常使用的碳纳米管改性方法，主要手段有氧化改性、加成反应改性、酰胺化改性、接枝改性等几种方法。其中使用量最大的一种方法为氧化改性法，利用氧化剂将碳纳米管表面的多种官能团进行连接处理[3]。第二种常用的改性方法为加成反应改性，又可以细分为碳纳米管环装加成、元素核加成、电子加成以及元素自有基加成等几类。通过大量的科学实验之后发现加成反应后的碳纳米管可以具有织的衍生物等相关性质。

2 碳纳米管在食品检测工作中的主要应用

2.1 对于食品中的超标重金属进行吸附

重金属超标污染已经成为了我国较为严重的污染之一。重金属污染产生的主要原因包括工业生产污染、交通污染与生活垃圾污染等几类。大量的重金属排入到了河流与周围水系中，并且十分不容易被自然环境与人体降解。粮食植物等农作物吸收了重金属含量超标的污染水，长成后的粮食内也重金属含量也大量超标；重金属污染的水中存活的鱼虾等生物也会携带超标的重金属；人们食用了被污染的粮食、鱼虾，饮用了污染的水源，身体内堆积的重金属会越来越多，会对人体的肝脏、大脑、神经以及视力等产生极大的破坏，还会严重地破坏人体内部的循环系统，严重的还有可能大致死亡。重金属超标污染已经严重地对我国人民群众的生命安全产生了威胁，更对我国的环境保护与农作物生产造成了严重的破坏。正是因为这一原因，对食品中的重金属含量进行快速准确的检测已经成为了食品检测的首要任务。由于重金属污染的严重性，科研人员将碳纳米管加入重金属吸附工作中。由于碳纳米管的表面积较大且为中空的结构形式，十分有利于从事有害物质的吸附工作，可以十分有效地吸附废水中的重金属离子，将超标的重金属离子进行有效的去除。碳纳米管对于重金属离子的吸附去除工作具有很大的使用价值与发展空间，在科研人员的进一步研究中会取得更加巨大的经济利益。使食品中的重金属离子检测工作更加快速更加准确，最大程度地保证人民群众的身体健康。

2.2 对于食品中的过量添加剂进行检测

食品添加剂的使用目的主要是为了改善食品的色、香、味等性质或者是防止食品发生腐败。食品添加剂主要有两种，一种为人工合成的化合物，另一种为纯天然的产物。现阶段我国允许使用的食品添加剂可以分为23个种类，共有2 000多种食品添加剂种类。但是有些食品的生产厂家为了缩减生产成本以获得更加高额的利益，会向食品中加入一些国家不允许的食品添加剂或存在食品添加剂使用过量的情况。这种情况不仅严重了违反了我国的《中华人民共和国食品卫生法》与《食品添加剂卫生管理办法》等相关的食品安全法律，更会严重地危害到我国人民群众的生民安全。对于食品内添加剂的检测分析工作也成为了食品工作中的重点。随着食品添加剂的检测手段不断的更新升级，电化学检测的方法越来越多地被检测单位所使用，其中最主要的原因是它的灵敏度十分高。经过研究后发现改性后的碳纳米管拥有了较为良好的电学性能，科研人员就做出了将改性后的碳纳米管应用于电化学检测的大胆设想，经过大量的实践检验后发现，所取得的效果良好，并且可以十分有效地完成检测工作。在实际使用过程中，最多的是用于进行苏丹红一号的检测。苏丹红一号是一种人造化学药剂，食用后可能会致癌。另外，具有磁性的碳纳米管对品红的吸附工作也成为了现阶段研究的主要方向之一，磁性碳纳米管获取的主要手段为沉淀法，这一技术方法的工作效率高、产品容易分离并且碳纳米管可以重复使用降低了生产成本，发展前景十分可观。

2.3 检测确定食品是否为转基因食品

随着科学技术的不断发展，基因技术也在日益成熟。传统的食品存在的各种各样的问题也逐渐暴露出来。转基因食品是使用基因工程技术将一种或多种有益基因嫁接在特定的食品原有基因之上，在保证食品原有的优势特性的基础上对原有的劣势进行改善。转基因食品优点众多，主要包括大量提升产品的产量、降低产品的生产成本、有效抗病防虫、有效地保证产品的储藏时间等几点。随着转基因食品的深入研究与大力的推广，大量的转基因食品进入到了人们的日常生活中。由于转基因食品的各种优势，其渐渐地受到人民群众的欢迎与喜爱。

但是转基因食品对人类身体造成损害的可能性并没有完全消除，也成为了人们讨论研究的主要话题，所以我国要求在进行转基因食品的生产销售的过程中一定要将这一情况进行清晰的标注，确保人民群众在进行转基因食品购买时能够享有知情权。但是之前传统的转基因食品检测手法较为落后且存在着很大的局限性，只有在可以确定转基因食品所获得的特定的基因的前提下才能够对食品进行DNA检测，以确定食品是否为转基因食品。这一方法不仅检测时间长，且实行起来较为复杂，准确率较低。经过科研人员的改良升级，将DNA检测所使用的DNA探针安装在改性后的碳纳米管上，这样可一次性地进行多种特定基因的监测工作，这样的改进方法大大地缩短了了检测所消耗的时间，也可以在不知情的情况下进行转基因食品的鉴定工作，是转基因鉴定工作的一项重大突破。

3 结语

随着碳纳米管研究技术的不断发展，所获得的科研成果也越来越多地走进了人们的日常生活。民以食为天，随着社会的不断发展进步，人们对于食品安全的重视程度也越来越高，碳纳米管在食品检测方面的应用也是越来越多。由于其具有检测方法简单、所消耗时间较短、成本低等特点，已经成功地占据了食品检测的主导地位。但是碳纳米管仍然存在着一些问题，如检测的目标性过于单一需要更换大量的碳纳米管，这些问题都是需要科研人员在日后的工作中进行研究改正，不断地推进改性碳纳米管在日后的食品安全检测工作中不断地升级进步，以获得更加准确的检测结果，确保人民群众的日常饮食安全。