Un'etichetta ecologica intelligente per rivoluzionare le catene di approvvigionamento
I ricercatori dell'Empa, dell'EPFL e del CSEM hanno sviluppato un'etichetta sensore completamente biodegradabile e priva di batterie che monitora la temperatura e l'umidità e documenta se la catena del freddo è stata violata, ad esempio nel caso di vaccini o alimenti.
Un nuovo tipo di etichetta intelligente misura la temperatura e l'umidità relativa in tempo reale e riconosce il superamento di una soglia di temperatura definita. In questo modo si colma una lacuna fondamentale nelle catene di approvvigionamento globali, in cui le merci sensibili come i farmaci o gli alimenti deperibili sono state finora controllate solo in modo selettivo. Il progetto «Greenspack» è stato sviluppato negli ultimi quattro anni da Empa, EPFL e CSEM ed è stato finanziato dal FNS e da Innosuisse nell'ambito del programma BRIDGE Discovery.
Tecnicamente, l'adesivo è simile a un sistema RFID: su uno speciale substrato di cellulosa biopolimerica sono stampate tracce conduttive che combinano elementi resistivi e capacitivi per formare circuiti risonanti. Se l'etichetta viene letta senza contatto, le frequenze di risonanza cambiano in base alla temperatura e all'umidità dell'ambiente, in modo da ottenere valori misurati senza bisogno di una fonte di energia separata. Se la temperatura supera i 25 gradi, un piccolo elemento del conduttore si scioglie e il circuito si interrompe in modo irreversibile: un chiaro segnale che la partita era troppo calda.
I ricercatori vedono in questo una leva per ridurre in modo significativo i rifiuti e l'impronta di carbonio nella logistica. Le merci potenzialmente danneggiate possono essere riconosciute tempestivamente, fermate o reindirizzate in luoghi vicini, se solo la durata di conservazione è stata ridotta. A seconda del materiale utilizzato, la soglia di temperatura può essere regolata anche per i prodotti congelati o per altre applicazioni sensibili.
Il team ha posto particolare attenzione all'equilibrio ecologico: il substrato e le tracce del conduttore sono stati progettati in modo tale che l'etichetta ecologica possa essere compostata dopo l'uso o riciclata con il cartone. A tal fine, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo materiale portante fatto di biopolimeri e fibre di cellulosa, nonché un inchiostro di stampa con zinco metallico biodegradabile. Mentre il CSEM ha lavorato sulla struttura e sulla tecnologia di selezione, due ricercatori dell'EPFL stanno portando avanti la commercializzazione nella start-up «Circelec». In futuro, le etichette intelligenti saranno utilizzate anche come sensori in agricoltura e nel monitoraggio ambientale.
Fonte: Empa
