Intelligente Etiketten überwachen Temperaturverlauf an verderblichen Gütern
Werden Pharmazeutika, Lebensmittel und Getränke in zu starkem Maße und zu lange hohen Temperaturen ausgesetzt, kann es zu Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung dieser Produkte kommen, so dass sie bei Verzehr zur Gefahr für den Menschen werden können. Bis heute gibt es keine in die Verpackung verderblicher Waren eingearbeitete Technik, die es Herstellern und Händlern ermöglichen würde, die thermische Belastung der Waren innerhalb der gesamten Lieferkette zu verfolgen. Das STAG-Projekt ("Switchable multifunctional materials for quantitative monitoring temperature, ambient, and light exposure") ging an den Start, um die Entwicklung kostengünstiger und einfach anwendbarer Thermotags zum Einbinden in Verpackungsmaterialien wie Flaschen, Papiere und Deckel voranzutreiben, mit deren Hilfe die thermische Vorgeschichte verpackter Dinge verfolgt werden kann. Die Forscher konzentrierten sich auf Gruppen organischer molekularer, supramolekularer und polymerer Materialien, die in dünne Folien integriert werden können. Ziel war die Realisierung von Schaltgeräten, insbesondere solchen, die ihren Zustand bei Einwirkung von oberhalb eines Schwellenwerts liegenden Temperaturen und/oder Bestrahlung mit ultraviolettem Licht (UV) verändern. Die Wissenschaftler untersuchten mithilfe der Nanotechnologie Werkstoffe, deren Veränderungen in Größe, Form oder Bewegung die Dauer von Temperaturschwankungen oder störender Einwirkungen wie UV-Licht anzeigen. Dem STAG-Team gelang die erfolgreiche Entwicklung von Materialien, die als irreversible thermische Schalter funktionieren. Dazu gehörten Polymethylmethacrylat (PMMA), Octacosan (C28H58, ein aliphatischer Kohlenwasserstoff mit 28 Kohlenstoffatomen) und Polyisobuthylen (PIB) entwickelt. Überdies verarbeiteten sie diese Werkstoffe zu Etiketten, die eine hohe Informationsspeicherungsdichte aufwiesen und empfindlich auf Temperaturen im Bereich von 50 bis 70 Grad Celsius reagierten. Die Tag-Daten wurden mit Hilfe eines optischen Geräts eingelesen, das im Wesentlichen eine Digitalkamera ist, und zu einem Computer mit einer benutzerfreundlichen Schnittstelle übertragen, der die Informationen zwecks anschließender Analyse dekodierte. So ergab das STAG-Projekt wärmeempfindliche Tags aus intelligenten Werkstoffen, die in die Verpackungsmaterialien verderblicher Waren wie etwa Pharmazeutika, Lebensmittel und Getränke integriert werden können. In diesen Etiketten - in Kombination mit leicht anzuwendender Steuersoftware - steckt das Potenzial auf die Revolutionierung der sicheren Überwachung und Qualitätskontrolle verderblicher Waren innerhalb der gesamten Lieferkette, was enormen sozioökonomischen Nutzen für die EU-Wirtschaft und die EU-Bürger verspricht.
