Smarte Öko-Etikette soll Lieferketten revolutionieren
Forschende von Empa, EPFL und CSEM haben eine batterielose, vollständig biologisch abbaubare Sensoretikette entwickelt, die Temperatur und Luftfeuchtigkeit überwacht und dokumentiert, ob Kühlketten verletzt wurden – etwa bei Impfstoffen oder Lebensmitteln.
Eine neuartige, smarte Etikette misst in Echtzeit Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit und erkennt, wenn eine definierte Temperaturschwelle überschritten wurde. Damit schliesst sie eine zentrale Lücke in globalen Lieferketten, in denen sensible Güter wie Medikamente oder verderbliche Lebensmittel bislang nur punktuell kontrolliert werden. Das Projekt «Greenspack» wurde in den vergangenen vier Jahren von Empa, EPFL und CSEM entwickelt und im Rahmen des BRIDGE-Discovery-Programms von SNF und Innosuisse gefördert.
Technisch ähnelt der Aufkleber einem RFID-System: Auf einem speziellen Biopolymer-Cellulose-Substrat sind leitfähige Leiterbahnen aufgedruckt, die ohmsche und kapazitive Elemente zu Resonanzkreisen kombinieren. Wird die Etikette kontaktlos ausgelesen, verändern sich Resonanzfrequenzen je nach Umgebungstemperatur und Feuchtigkeit, sodass ohne eigene Energiequelle Messwerte gewonnen werden können. Überschreitet die Temperatur 25 Grad, schmilzt ein winziges Element im Leiter, der Stromkreis bricht irreversibel – ein eindeutiges Signal, dass die Sendung einmal zu warm war.
Die Forschenden sehen darin einen Hebel, um Ausschuss und CO₂-Fussabdruck in der Logistik deutlich zu senken. Potenziell geschädigte Waren können frühzeitig erkannt, gestoppt oder an nahegelegene Einsatzorte umgeleitet werden, wenn sich lediglich die Haltbarkeit verkürzt hat. Je nach eingesetztem Material lässt sich die Temperaturschwelle auch für Tiefkühlprodukte oder andere sensible Anwendungen anpassen.
Besonderen Wert legte das Team auf die ökologische Bilanz: Substrat und Leiterbahnen sind so konzipiert, dass die Öko-Etikette nach Gebrauch kompostiert oder mit Karton recycelt werden kann. Dazu entwickelten die Forschenden ein neues Trägermaterial aus Biopolymer und Cellulosefasern sowie eine Drucktinte mit dem biologisch resorbierbaren Metall Zink. Während CSEM am Aufbau und der Auslesetechnik arbeitete, treiben zwei EPFL-Forschende die Kommerzialisierung im Start-up «Circelec» voran. Perspektivisch sollen die smarten Etiketten auch als Sensoren in Landwirtschaft und Umweltmonitoring eingesetzt werden.
Quelle: Empa
