Entwicklung

Wie Fische und Äpfel mit dem Internet verbunden werden

Bioabbaubarer Mikrosensor für das Internet of Food.

Bioabbaubarer Mikrosensor für das Internet of Food.

Referenz: Salvatore GA et al.: Biodegradable and Highly Deformable Temperature Sensors for the Internet of Things. Advanced Functional Materials 2017. 1702390. doi: http://dx.doi.org/10.1002/adfm.201702390

ETH-Forscher haben einen Bio-Sensor entwickelt, der wasserlöslich und biologisch abbaubar ist - im Gemüsehandel löst die Erfindung jedoch keine Begeisterungsstürme aus.

Der Sensor, den ETH-Forscher rund um Postdoktorand Giovanni Salvatore entwickelt haben, ist dünner als ein Haar und besteht aus einem Elektrodraht, der biologisch abbaubar ist. Dieser besteht aus wasserlöslichem Magnesium, Silikondioxid und -nitrit. Eingeschlossen wird der elektronische Teil des Sensors in eine kompostierbare, aus Mais- und Kartoffelstärke bestehende Hülle, die die europäischen und amerikanischen Lebensmittel-Richtlinien erfüllt.

Auf die Waage bringt der in Zürich entwickelte Sensor lediglich weniger als ein Milligramm. Publik wurde die Entwicklung im Fachmagazin «Advanced Functional Materials».

Sensor reicht für einen Tag

Laut Forschern kann der dünne Sensor auf Fisch, Fleisch, Gemüse oder Früchten «aufgeklebt» werden. Er funktioniere sogar dann noch, wenn er komplett zerknüllt oder gefaltet sei. Auch einer Dehnung von bis zu zehn Prozent über der Originalgrösse halte er stand. Nach dem Anbringen auf dem Lebensmittel kann er während 24 Stunden dessen Temperatur messen. Wegen der Wasserdurchlässigkeit der Hülle löst sich der Elektrodraht nach einem Tag auf. Die Lebensdauer des Bio-Sensors könne aber ganz einfach erhöht werden. Dafür müssten die Forscher lediglich die Sensorhülle dicker machen.

Giovanni Salvatore ist überzeugt, dass dem Bio-Sensor eine grosse Zukunft bevorsteht. Im ETH-Newsletter wird er mit folgendem Beispiel zitiert: «Fische aus Japan könnten für den Transport nach Europa mit winzigen Temperatursensoren versehen werden. Dadurch könnte kontinuierlich überwacht werden, ob sie ausreichend gekühlt sind.» Damit die Sensoren in Containern voller Fisch oder anderer Lebensmittel eingesetzt werden können, müssen sie ausserdem genügend klein, robust und flexibel sein.

Noch nicht massentauglich

Dass eine konstante Temperaturkontrolle bei Lebensmitteln unabdingbar ist, darin sind sich auch die Händler einig. Dennoch löst der an der ETH entwickelte Bio-Sensor keine Begeisterungsstürme aus, empfinden Gemüse- und Früchtehändler bestehende Lösungen bereits als ausreichend: «Wir verwenden bis anhin Sensoren, die auf eine Steige gelegt werden. Bei der Ankunft der Lieferung wird der Sensor an ein Lesegerät angeschlossen und die Temperaturdaten gesichtet», erklärt Aldo Venzi, Geschäftsführer des italienischen Früchte- und Gemüsehandels Venzi + Paganini mit Sitz im Zürcher Engrosmarkt.

Dass die Temperatur erst nach der Lieferung kontrolliert werden kann, sehen die ETH-Forscher als Nachteil. Deshalb wollen sie den Prototypen des Bio-Sensors entsprechend weiterentwickeln. Künftig soll es möglich sein, Temperaturdaten der Lebensmittel via Bluetooth auf einen Computer in der Nähe übertragen zu lassen. Dafür reiche eine Distanz zwischen zehn und zwanzig Meter.

Derzeit werden für die Messungen noch ein Mikroprozessor mit Batterie verwendet, der über ein abbaubares Zinkkabel mit dem Lebensmittel verbunden ist. Die Forscher rechnen denn auch nicht damit, dass der Bio-Sensor vor Ablauf der nächsten fünf bis zehn Jahre massentauglich produziert werden könnte. Ab diesem Zeitpunkt wären zumindest nicht mehr nur Dinge Teil des Internets, sondern auch Lebensmittel.

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