{"id":46257,"date":"2017-10-20T06:55:10","date_gmt":"2017-10-20T04:55:10","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.chemie.de%2Fnews%2F165078%2Fbioabbaubarer-mikrosensor-fuer-das-internet-of-things.html%3FWT.mc_id%3Dca0065"},"modified":"2017-10-09T14:31:46","modified_gmt":"2017-10-09T12:31:46","slug":"der-bio-mikrosensor-fuer-apfel-und-fisch","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/der-bio-mikrosensor-fuer-apfel-und-fisch\/","title":{"rendered":"Der Bio-Mikrosensor f\u00fcr Apfel und Fisch"},"content":{"rendered":"<p><strong>ETH-Forscher haben einen hauchd\u00fcnnen Temperatursensor entwickelt, der f\u00fcr die Gesundheit unbedenklich und biologisch abbaubar ist.<\/strong><\/p>\n<div class=\"BorlabsCookie _brlbs-cb-youtube\"><div class=\"_brlbs-content-blocker\"> <div class=\"_brlbs-embed _brlbs-video-youtube\"> <img class=\"_brlbs-thumbnail\" src=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-content\/plugins\/borlabs-cookie\/assets\/images\/cb-no-thumbnail.png\" alt=\"YouTube\"> <div class=\"_brlbs-caption\"> <p>By loading the video, you agree to YouTube's privacy policy.<br><a href=\"https:\/\/policies.google.com\/privacy?hl=en&amp;gl=en\" target=\"_blank\" rel=\"nofollow noopener noreferrer\">Learn more<\/a><\/p> <p><a class=\"_brlbs-btn _brlbs-icon-play-white\" href=\"#\" data-borlabs-cookie-unblock role=\"button\">Load video<\/a><\/p> <p><label><input type=\"checkbox\" name=\"unblockAll\" value=\"1\" checked> <small>Always unblock YouTube<\/small><\/label><\/p> <\/div> <\/div> <\/div><div class=\"borlabs-hide\" data-borlabs-cookie-type=\"content-blocker\" data-borlabs-cookie-id=\"youtube\"><script type=\"text\/template\">PHA+PGlmcmFtZSBsb2FkaW5nPSJsYXp5IiBzcmM9Imh0dHBzOi8vd3d3LnlvdXR1YmUtbm9jb29raWUuY29tL2VtYmVkL3VYeUo2UHhubk1nIiB3aWR0aD0iNDM5IiBoZWlnaHQ9IjI0NyIgZnJhbWVib3JkZXI9IjAiIGFsbG93ZnVsbHNjcmVlbj0iYWxsb3dmdWxsc2NyZWVuIj48L2lmcmFtZT48L3A+<\/script><\/div><\/div>\n<p>Mikrosensoren werden heute schon breit eingesetzt, zum Beispiel um giftige Gase zu erkennen. Auch in kleine Sender-Empf\u00e4nger-Systeme, wie den weitverbreiteten RFID-Chips, werden sie eingebaut. Da solche Sensoren jedoch oft umwelt- und gesundheitssch\u00e4dliche Edelmetalle enthalten, kommen sie f\u00fcr medizinische Anwendungen mit direktem K\u00f6rperkontakt 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.<\/p>\n<h3>Magnesiumdraht in kompostierbarem Polymer<\/h3>\n<p>Ein Team von Forschern um Giovanni Salvatore, Postdoktorand an der Professur f\u00fcr Elektronik, entwickelte nun gemeinsam mit Wissenschaftlern weiterer ETH-Institute einen solchen Bio-Mikrosensor f\u00fcr die Temperaturmessung. Sie berichten davon im Fachmagazin \u00abAdvanced Functional Materials\u00bb. F\u00fcr den Bio-Mikrosensore schweissten sie einen superfeinen, eng gewundenen Elektrodraht aus Magnesium, Silikondioxid und -nitrit in ein kompostierbares Polymer ein. Magnesium ist ein wichtiger Bestandteil unserer Ern\u00e4hrung; Siliziumdioxid und -nitrit sind biokompatibel und wasserl\u00f6slich. Das verwendete Polymer wird aus Mais- und Kartoffelst\u00e4rke produziert und entspricht den EU- und US-Richtlinien f\u00fcr den Einsatz im Lebensmittelbereich.<\/p>\n<p>Giovanni Salvatore ist \u00fcberzeugt, dass solchen Bio-Mikrosensoren eine grosse Zukunft bevorsteht. Er macht ein Anwendungsbeispiel: \u00abFische aus Japan k\u00f6nnten f\u00fcr den Transport nach Europa mit winzigen Temperatursensoren versehen werden. Dadurch k\u00f6nnte kontinuierlich \u00fcberwacht werden, ob sie ausreichend gek\u00fchlt sind.\u00bb Daf\u00fcr sind Sensoren n\u00f6tig, die an Lebensmitteln angebracht sind und die Gesundheit der Konsumenten nicht gef\u00e4hrden. Damit die Sensoren in Containern voller Fisch oder anderer Lebensmittel eingesetzt werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen sie ausserdem gen\u00fcgend klein, robust und flexibel sein.<\/p>\n<h3>D\u00fcnner als ein Haar<\/h3>\n<p>Der von den Forschern entwickelte Sensor ist lediglich 16 Mikrometer dick, also wesentlich d\u00fcnner als ein Haar (100 Mikrometer), und er wiegt in einer wenige Millimeter grossen Ausf\u00fchrung nur Bruchteile von einem Milligramm. In seiner jetzigen Form ist der Sensor in einer einprozentigen Salzl\u00f6sung in 67 Tagen komplett aufgel\u00f6st. Funktionst\u00fcchtig bleibt er derzeit einen Tag lang, denn solange dauert es, bis das Wasser durchs Polymer diffundiert ist und es den Draht des Sensors aufgel\u00f6st hat. Das w\u00fcrde reichen, um beispielsweise eine Fischlieferung von Japan nach Europa zu \u00fcberwachen.<\/p>\n<p>\u00abDie Lebensdauer k\u00f6nnen wir durch die Polymerdicke aber relativ einfach anpassen\u00bb, sagt Salvatore. Allerdings w\u00e4re ein dickerer Sensor weniger flexibel. Der derzeitige d\u00fcnne Sensor funktioniert selbst dann noch, wenn er komplett zerkn\u00fcllt oder gefaltet wird. Auch Zugkr\u00e4ften bis zur Ausdehnung von10 Prozent der Originalgr\u00f6sse h\u00e4lt er stand.<\/p>\n<p>Zur Energieversorgung haben die Forscher den Sensor mit ultrad\u00fcnnen, biologisch abbaubaren Zinkkabeln an eine externe Mikrobatterie gekoppelt. Auf demselben (nicht biologisch abbaubaren) Chip befindet sich ein Mikroprozessor sowie ein Sender, \u00fcber den die Temperaturdaten mit Bluetooth an einen externen Computer gesendet werden. Dadurch kann die Temperatur eines Produkts \u00fcber eine Reichweite von zehn bis zwanzig Metern kontinuierlich \u00fcberpr\u00fcft werden.<\/p>\n<h3>Biosensoren ab der Rolle<\/h3>\n<p>Derzeit ist die Herstellung des Bio-Mikrosensors noch sehr aufwendig und kostspielig. Salvatore ist jedoch \u00fcberzeugt, dass die Sensoren dereinst f\u00fcr den Massenmarkt produziert werden k\u00f6nnten. Insbesondere, weil die Druckverfahren f\u00fcr Elektronik immer besser werden. \u00abSind die Biosensoren erst einmal gen\u00fcgend g\u00fcnstig, k\u00f6nnte man sie praktisch \u00fcberall hinkleben\u00bb, sagt Salvatore. Lebensmittel k\u00f6nnten dadurch Teil des \u00abInternet der Dinge\u00bb werden, \u00fcber welches die physische Welt mit der digitalen vernetzt wird. Dabei muss es nicht bei Temperaturmessungen bleiben: \u00c4hnliche Mikrosensoren k\u00f6nnten Druck, Gasentwicklung oder UV-Strahlung messen.<\/p>\n<figure id=\"attachment_46412\" aria-describedby=\"caption-attachment-46412\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption alignright\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-46412\" src=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-content\/uploads\/2017\/10\/image.imageformat.fullwidth.1859502801-300x120.png\" alt=\"Der Sensor haftet auch auf Fischhaut und w\u00fcrde helfen, die Frische einer Fracht zu \u00fcberwachen. (Bild: aus Salvatore et al, Adv. Func. Materials, 2017) \" width=\"300\" height=\"120\" srcset=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2017\/10\/image.imageformat.fullwidth.1859502801-300x120.png 300w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2017\/10\/image.imageformat.fullwidth.1859502801.png 465w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-46412\" class=\"wp-caption-text\">Der Sensor haftet auch auf Fischhaut und w\u00fcrde helfen, die Frische einer Fracht zu \u00fcberwachen. (Bild: aus Salvatore et al, Adv. Func. Materials, 2017)<\/figcaption><\/figure>\n<p>Salvatore prognostiziert, dass wir in f\u00fcnf bis zehn Jahren erste solche biologisch abbaubaren Sensoren im Alltag antreffen werden, je nach Interesse der Industrie. Bis dann w\u00fcrden Batterie, Prozessor und Sender wahrscheinlich gleich im Mikrosensor integriert sein, sagt Salvatore. Damit auch diese Komponenten f\u00fcr Umwelt und Gesundheit unbedenklich sind, ist noch viel Forschung n\u00f6tig. Das Team forscht deshalb aktuell an einem biokompatiblen Energietr\u00e4ger f\u00fcr seinen Sensor.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>ETH-Forscher haben einen hauchd\u00fcnnen Temperatursensor entwickelt, der f\u00fcr die Gesundheit unbedenklich und biologisch abbaubar ist. By loading the video, you agree to YouTube&#8217;s privacy policy.Learn more Load video Always unblock YouTube Mikrosensoren werden heute schon breit eingesetzt, zum Beispiel um giftige Gase zu erkennen. Auch in kleine Sender-Empf\u00e4nger-Systeme, wie den weitverbreiteten RFID-Chips, werden sie eingebaut. 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