Biologisch abbaubarer Mikrosensor / ETH Ist dieser Fisch wirklich frisch?

Der winzige Sensor haftet selbst an Fischhaut
Der winzige Temperatursensor haftet selbst an Fischhaut. So könnte er helfen sicherzustellen, dass jeder einzelne Fisch konstant kühl gehalten wurde.

Das »Internet of Things« wird zum »Internet of Food«: Forscher der ETH Zürich haben einen Bio-Mikrosensor entwickelt, der - direkt aufgebracht auf ein Lebensmittel - dessen Kühlkette überwacht. Der winzige Temperatursensor ist hauchdünn, biologisch abbaubar und gesundheitlich völlig unbedenklich.

Mikrosensoren werden heute schon breit eingesetzt, zum Beispiel um giftige Gase zu erkennen. Auch in kleine Sender-Empfänger-Systeme wie etwa RFID-Chips werden sie eingebaut. Weil solche Sensoren aber oft umwelt- und gesundheitsschädliche Edelmetalle enthalten, kommen sie für medizinische Anwendungen mit direktem Körperkontakt oder zum Anbringen an Lebensmitteln nicht infrage. Entsprechend groß ist das Interesse von Forschung und Industrie an Mikrosensoren aus nichttoxischen Materialien, die biologisch abbaubar sind.

Genau das hat ein Forscherteam der ETH Zürich nun mit dem Bio-Mikrosensor für die Temperaturmessung erreicht. 

Für den Bio-Mikrosensor haben sie einen superfeinen,…

...eng gewundenen Elektrodraht aus Magnesium, Silikondioxid und -nitrit in ein kompostierbares Polymer eingeschweißt. Magnesium ist ein wichtiger Bestandteil unserer Ernährung; Siliziumdioxid und -nitrit sind biokompatibel und wasserlöslich. Das verwendete Polymer wird aus Mais- und Kartoffelstärke produziert und entspricht den EU- und US-Richtlinien für den Einsatz im Lebensmittelbereich.

Dass solchen Bio-Mikrosensoren eine große Zukunft bevorsteht,…

… davon ist Giovanni Salvatore, Postdoktorand an der Professur für Elektronik an der ETH, überzeugt. Er nennt ein Anwendungsbeispiel: »Fische aus Japan könnten für den Transport nach Europa mit winzigen Temperatursensoren versehen werden. Dadurch könnte kontinuierlich überwacht werden, ob sie ausreichend gekühlt sind.« Dafür sind Sensoren nötig, die an Lebensmitteln angebracht sind und die Gesundheit der Konsumenten nicht gefährden. Damit die Sensoren in Containern voller Fisch oder anderer Lebensmittel eingesetzt werden können, müssen sie außerdem genügend klein, robust und flexibel sein.

Der von den Forschern entwickelte Sensor ist lediglich 16 Mikrometer dick,…

...also wesentlich dünner als ein Haar (100 Mikrometer), und er wiegt in einer wenige Millimeter großen Ausführung nur Bruchteile von einem Milligramm. 

In seiner jetzigen Form ist der Sensor in einer einprozentigen Salzlösung in 67 Tagen komplett aufgelöst. 

Funktionstüchtig bleibt er derzeit einen Tag lang,…

...denn solange dauert es, bis das Wasser durchs Polymer diffundiert ist und es den Draht des Sensors aufgelöst hat. Das würde reichen, um beispielsweise eine Fischlieferung von Japan nach Europa zu überwachen.