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Forscher entwickeln einen essbaren Chip für Lebensmittel

Cindy Michel 29.09.2017

Nahrungs-Transporter kämpfen gegen die Zeit. Je frischer und unbehandelter die Ware, desto schneller verdirbt sie. Temperaturkontrolle ist deshalb entscheidend für die Lieferanten – die Forschung springt ihnen jetzt mit einem essbaren Thermometer-Aufkleber zur Seite.

Wer verdorbenes Sushi isst, fängt sich gerne mal eine Lebensmittelvergiftung ein. Das geht schneller, als man denkt: Die Temperatur von Fisch muss beim Transport in regelmäßigen Abständen von Hand überprüft werden. Leicht aber unterbricht die Kühlkette. Präziser und zeitsparender wäre da eine Technologie, die man direkt auf der Nahrung anbringen kann, die die Temperatur automatisch misst und dann drahtlos an einen Empfänger übermittelt. 

Genau so ein Gerät haben Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) entwickelt: einen hauchdünnen Temperatursensor, der biologisch abbaubar und für die Gesundheit unbedenklich ist. Normalerweise enthalten solche Sensoren umwelt- sowie gesundheitsschädliche Edelmetalle – und kommen so weder für medizinische Anwendungen mit Körperkontakt, noch für den Umgang mit Lebensmitteln infrage. Die neu entwickelten Mikrosensoren aus der Schweiz sollen gesundheitlich unbedenklich sein. Mehr noch, laut Pressemitteilung der Hochschule kann man sie sogar essen, weil der Körper die verwendeten Materialien problemlos verdauen kann. 

Dafür haben die Forscher einen gewundenen Elektrodraht aus Magnesium, Silikondioxid und Silikonnitrit in eine kompostierbare Struktur eingeschweißt. Magnesium ist ein wichtiger Bestandteil der menschlichen Ernährung, die beiden anderen Stoffe sind biokompatibel und wasserlöslich. Das als Struktur verwendete Polymer besteht aus Mais- und Kartoffelstärke. 

Der Sensor selbst ist lediglich 16 Mikrometer dick, also wesentlich dünner als ein Haar (100 Mikrometer). In seiner jetzigen Form löst er sich in einer einprozentigen Salzlösung in 67 Tagen komplett auf. Funktionstüchtig ist er einen Tag. Das würde reichen, um etwa eine Fischlieferung von Japan nach Europa zu überwachen.

Zur Energieversorgung haben die Forscher den Sensor mit ultradünnen, biologisch abbaubaren Zinkkabeln an eine externe Mikrobatterie gekoppelt. Auf demselben Chip, der selbst nicht biologisch abbaubar ist, befindet sich ein Mikroprozessor sowie ein Sender. Über diesen werden die Daten mit Bluetooth an einen externen Computer übermittelt. So kann die Temperatur eines Produkts über eine Reichweite von zehn bis zwanzig Metern kontinuierlich überprüft werden.

Derzeit ist die Herstellung des Bio-Mikrosensors noch sehr aufwendig und kostspielig. Doch Giovanni Salvatore, der Forschungsleiter, zeigt sich zuversichtlich: „Sind die Biosensoren erst einmal günstig genug, könnte man sie praktisch überall hinkleben“, sagt er. Lebensmittel könnten dadurch Teil des Internet der Dinge (IoT) werden. So würde die physische Welt mit der digitalen vernetzt werden. Dabei muss es nicht bei Temperaturmessungen bleiben: Ähnliche Mikrosensoren könnten etwa Druck, Gasentwicklung oder UV-Strahlung messen.