"Mit Erfindungen bin ich seit meiner Jugend
beschäftigt", sagt Prof. Dr. Meinhard Knoll vom Institut für Physikalische
Chemie der Universtiät Münster. Der begeisterte Forscher hat bislang über
dreißig Erfindungen patentieren lassen. Dazu gehört auch seine neueste
Entwicklung, die demnächst ein alltäglicher Anblick beim Einkaufen werden
könnte: das elektronische Mindesthaltbarkeitsdatum.
Ein Mindesthaltbarkeitsdatum auf einer Verpackung, das
klingt nicht revolutionär. Die elektronische Variante gibt dem Verbraucher
jedoch wesentlich genauere Auskunft als ein aufgedruckter Stempel: Sie
berücksichtig neben der Lagerzeit auch die Temperatur. Wird die Kühlkette beim
Transport unterbrochen, sieht der Kunde bislang nichts von diesem Verstoß,
zumindest nicht im Supermarkt. Erst nach dem Öffnen der Verpackung könnte eine
böse Überraschung auf ihn warten.
Das elektronische Mindesthaltbarkeitsdatum - ein Plastikchip
mit dem Namen "PolyTaksys" - reagiert auf Änderungen der
Lagertemperatur und passt seine Anzeige an. Der Kunde könnte also bereits im
Supermarkt erkennen, wenn ein Produkt nicht mehr ganz frisch ist, auch wenn es
rein rechnerisch noch haltbar sein sollte.
"Das Schöne an PolyTaksys ist, dass es ohne Batterie
funktioniert. Es ist auch nicht teuer: Die Herstellungskosten würden bei
entsprechender Stückzahl bei einem bis zu fünf Cent pro Chip liegen", so
Prof. Knoll. "PolyTaksys" ist eine physikalisch-chemische Uhr. Das
System basiert auf einem elektrisch leitfähigen Polymer, das seine Farbe ändert
- abhängig von der Zeit, die seit der Systemaktivierung verstrichen ist, und
der Temperatur.
Gestartet wird "PolyTaksys", indem der
Plastikstreifen vor dem Aufkleben auf die Verpackung an der Unterseite
befeuchtet wird. "In einer organo-elektronischen Schicht wandert dann eine
so genannte Dotierungsfront mit einer Geschwindigkeit von einigen Nanometern
pro Sekunde", erklärt Prof. Knoll. Die wandernde Front wird durch die
"Wanderung" von positiven oder negativen Ladungen durch die Schicht,
also durch Oxidations- oder Reduktionsprozesse, verursacht. Mit der Front
ändern sich die Materialeigenschaften, was durch das Wachsen eines farbigen
Balkens sichtbar wird.
Der Mechanismus beruht auf einer speziellen Form der
Diffusion, die eine scharfe Farbfront erzeugt. Normalerweise sind die Grenzen
bei einer Diffusion eher verwaschen. Da der physikalische Effekt der Diffusion
temperaturabhängig ist und sich bei höherer Temperatur verstärkt, läuft die
"PolyTaksys"-Uhr dann schneller. Prof. Knoll sagt: "Der Effekt
ist völlig neu. Ich habe ihn 'Dotierungsfrontmigration' genannt."
Der Prozess kann für verschiedene Varianten der Anzeige des
Haltbarkeitsdatums genutzt werden. Variante eins: Ein Balken gibt an, wie
frisch das Produkt ist. Je länger der Balken wird, desto näher rückt das
Ablaufdatum. Wenn er die 100-Prozent-Marke erreicht, wird die
Haltbarkeitsgrenze überschritten. "Ich finde auch die Ampel- Variante
toll, bei der nacheinander Farbpunkte angezeigt werden - Grün für 'frisch',
Gelb für 'bald abgelaufen' und Rot für 'Finger weg'", sagt Prof. Knoll
augenzwinkernd.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einen Schriftzug
erscheinen zu lassen, der vor einem abgelaufenen Produkt warnt. Eine
zusätzliche Option ist die Verknüpfung der Frischeanzeige mit einem
"RFID"-Transponder ("Radio Frequency Identification"). Dann
könnten mittels eines Lesegeräts auf elektromagnetischem Weg noch weitere
Informationen übermittelt werden. Zum Beispiel könnten abgelaufene Lebensmittel
ein Warnsignal auslösen, wenn Angestellte im Supermarkt auf der Suche nach
verdorbenen Waren mit dem Lesegerät am Kühlregal vorbeigehen. Oder an der Kasse
könnte ein Alarm erklingen, wenn ein Kunde ein nicht mehr frisches Produkt auf
das Band legt.
Ursprünglich war "PolyTaksys" eine Erfindung, die
als Anschauungsobjekt gedacht war. "Ich wollte den Studierenden in einer
Lehrveranstaltung ein neues Beispiel für den Weg von der Grundlagenforschung
zur Anwendung vorstellen", so Prof. Knoll, der "PolyTaksys" in
seinem Labor selbst realisiert hat. "Dann hat sich sehr schnell der Nutzen
der neuen Erfindung gezeigt. Jetzt arbeiten auch Diplomanden und Doktoranden an
dem Projekt".
"PolyTaksys" gehört zu den Gewinnern des
Wettbewerbs "Transfer.NRW:PreSeed", der vom Innovationsministerium
zur Förderung des Transfers zwischen Wissenschaft und Wirtschaft ausgeschrieben
worden war. "Der Laborprototyp steht, und Interesse aus der Wirtschaft
gibt es auch bereits", sagt Prof. Knoll. Jetzt muss der Chip noch
industriell produziert werden. Dann könnte er vielleicht schon bald den Kunden
im Supermarkt begegnen. |
![[meat-n-more.info] Wissen Technik](/bilder/972/logo_972_70_Technik.gif){kind=logo}
Anuga 09
