近日，我院赵国副教授团队在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》（IF=13.2，中科院一区Top期刊）发表了题为“Innovative NFC-based Flexible Sensing System for Wireless and Battery-Free Detection of H₂S: A Game-Changer in Real-Time Fresh Food Freshness Evaluation”的研究论文。该研究提出了一种可通过智能手机无线读取、用于实时监测生鲜食品（以三文鱼为例）腐败程度的柔性高灵敏度NFC标签传感系统，并展示其在食品新鲜度评估中的创新应用价值。
全球挑战：13亿吨食物浪费凸显实时腐败监测需求
当前，全球每年约有13亿吨食物被浪费，其中因腐败变质造成的损失约占三分之一，已成为威胁公众健康与经济安全的重大问题。食品供应链普遍缺乏实时、便捷且可集成化的腐败监测技术，亟需新的技术路径加以突破。针对这一行业痛点，南京农业大学赵国副教授团队研制了一种柔性、高灵敏、基于近场通信（NFC）的无线无源传感系统，可借助智能手机对生鲜食品的新鲜度进行实时评估
图1 研究内容示意图
核心机制：NFC无源标签联动H₂S阈值实现精确气体识别
该系统将单壁碳纳米管-银纳米粒子（SWCNT-Ag NP）化学电阻敏感层直接集成到NFC标签天线中，构建高性能传感单元。智能手机通过电磁场为标签供电并激活NFC芯片，芯片再将其通信状态（可读或不可读）反馈至手机端，实现信号识别。通过引入阈值调控理论，研究团队将环境中H₂S浓度与标签“可读性”状态精准关联，从而通过手机App实现对H₂S的无源、精确、实时检测。
图2 NFC标签传感器对食品新鲜度的无线无源检测策略
图3 用于高灵敏度和高选择性检测硫化氢的传感机制
应用验证：三文鱼腐败精准判定支撑可推广包装监测方案
在应用验证中，该NFC标签传感器被集成至三文鱼包装内，并在0–5℃条件下连续监测五天。结果显示，系统可在三文鱼腐败前夕（第四天，响应值达115.4%）准确识别其变质状态。该低成本、微型化、无线的NFC传感器可轻松嵌入食品包装，为全球食品腐败监控与减少浪费提供了可推广的技术方案。
图4 基于NFC标签气体传感器的三文鱼变质情况监测
南京农业大学智慧农业学院（人工智能学院）赵国副教授和北京市农林科学院信息技术研究中心赵贤德副研究员为本文通讯作者，2020级本科生施宁为第一作者。参与作者还包括：2023级本科生佟言、2022级本科生徐博扬、华东理工大学2022级博士生葛小虎、华东理工大学曹约强研究员、2023级研究生韩毓、2024级研究生陈运达、2023级本科生骆安馨，以及南京农业大学工学院汪小旵教授和中国农业大学信息与电气工程学院刘刚教授。
该研究获得江苏省农业科技自主创新资金项目（CX(23)3119）、中央高校基本科研业务费滨江基石优秀人才计划项目（KJYQ2025045）以及“滨江基石”计划—AI+科技创新团队项目（QTPY2025008）的资助。论文链接： https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.171535
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