Neuer Sensor verknüpft Lebensmittel mit dem «Internet der Dinge»

Ein biologisch abbaubares Polymer umhüllt den neuen Mikrosensor aus ungiftigen und wasserlöslichen Bestandteilen. Salvatore et al, Adv. Func. Materials, 2017 sda-ats

(Keystone-SDA) Forschende der ETH Zürich haben einen biologisch abbaubaren Temperatursensor entwickelt, der keine schädlichen Materialien enthält. Das macht ihn geeignet für die Überwachung von Lebensmitteln wie Fisch oder Obst.

War die Ladung Fische beim Transport immer ausreichend gekühlt? Das liesse sich künftig vielleicht mit einem ungiftigen Temperatursensor überwachen, den Forschende der ETH Zürich um Giovanni Salvatore entwickelt haben. Von dieser Entwicklung berichteten sie unlängst im Fachblatt «Advanced Functional Materials».

Mikrosensoren enthalten normalerweise gesundheits- und umweltschädliche Edelmetalle, hiess es in einer Mitteilung der ETH vom Donnerstag. Für den Einsatz in direktem Kontakt mit Lebensmitteln zu deren Überwachung kämen sie daher nicht in Frage.

Ungiftige Komponenten

Anders der nur 16 Mikrometer dünne Temperatursensor von Salvatore und Kollegen: Er besteht aus einem extrem feinen, eng gewundenen Elektrodraht aus Magnesium, Silikondioxid und -nitrit, den die Wissenschaftler in ein kompostierbares Polymer aus Mais- und Kartoffelstärke einschweissten. Alle Komponenten sind damit abbaubar, biokompatibel und wasserlöslich.

Funktionstüchtig bleibe der derzeitige Prototyp des Sensors nur einen Tag lang, hiess es weiter: In dieser Zeit dringt Wasser durch die Polymerhülle und löst den Draht auf. Für den Transport vieler gekühlter Lebensmittel dürfte das reichen. «Die Lebensdauer können wir durch die Polymerdicke aber relativ einfach anpassen», sagte Salvatore gemäss der Mitteilung. Das mache den Draht aber dicker und dadurch weniger flexibel.

Für die Energieversorgung und Datenübertragung müssen die Forscher ihren Mikrosensor derzeit noch über – ebenfalls biologisch abbaubare – Zinkkabel an eine Mikrobatterie und einen Mikroprozessor mit Sender anschliessen. Letztere sind wiederum nicht biologisch abbaubar. Fernziel wäre, auch diese Komponenten aus ungiftigen Materialien zu erzeugen und im Sensor zu integrieren, allerdings sei dafür noch viel Forschung nötig, räumen die Wissenschaftler ein.

Kontinuierliche Überwachung

Dank Bluetooth-Übertragung an einen Computer liessen sich die Temperaturdaten eines Produkts kontinuierlich überwachen; über eine Distanz von etwa 10 bis 20 Metern. Auf ähnliche Weise könnte man auch andere Parameter erfassen, wie Druck, Gasentwicklung oder UV-Strahlung.

Noch sei die Herstellung dieser Mikrosensoren aufwendig und teuer, schrieb die ETH. Die Forscher sind jedoch zuversichtlich, dass sie dank stetig besserer Druckverfahren für Elektronik dereinst in Massenproduktion gehen könnten. Dann liessen sich die Sensoren eines Tages vielleicht auf jedes beliebige Lebensmittel kleben und es so ins «Internet der Dinge» einbinden.