生分解性スマートセンサーで医薬品や食品輸送をモニタリング(A biodegradable smart sensor to monitor sensitive goods)

2025-12-01 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)

欧州の EPFL(スイス連邦工科大学ローザンヌ校)らの研究チームは、生分解性材料だけで構成された「スマートセンサータグ」を開発した。これは、ワクチン・医薬品・食品など温湿度管理が必要な輸送物の温度や湿度をリアルタイムでモニターでき、かつ安全な閾値を超えたかを記録する機能を持つ。タグはシリコンやバッテリー、チップを使わず、紙のように薄い基材上に印刷された亜鉛導電回路を用いた無線共振方式で動作する。温度が例えば25℃を超えると小さな回路要素が溶けて回路を永久に遮断し、再読取時に「基準を超えた」ことが分かるメモリー機能も備える。タグは使用後にコンポスト処理やリサイクルが可能で、電子廃棄物を大幅に削減できる。持続可能な「グリーン包装(GREENsPACK)」の一環であり、医療・食品流通のサステナブルな温湿度管理とトレーサビリティに道を開く成果である。

生分解性スマートセンサーで医薬品や食品輸送をモニタリング(A biodegradable smart sensor to monitor sensitive goods)

The smart sensor on the wireless tag reader. 22025 EPFL/LMTS CC-BY-SA 4.0

<関連情報>

持続可能なIoTのための生分解性材料から作られた、エコ吸収性チップレス温度応答タグ Ecoresorbable chipless temperature-responsive tag made from biodegradable materials for sustainable IoT

James Bourely,Nicolas Fumeaux,Xavier Aeby,Jaemin Kim,Gilberto Siqueira,Christian Beyer,David Schmid,Oleksandr Vorobyov,Gustav Nyström & Danick Briand

Nature Communications  Published:25 November 2025

DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-65458-9

Abstract

Temperature monitoring within the cold chain, essential for safety of perishable products, typically employs devices such as battery-powered data loggers and radio-frequency identification tags. Such devices include non-eco-friendly components, posing challenges for their safe disposal and recycling. This study demonstrates the fabrication of a fully ecoresorbable, chipless, and wireless temperature-responsive tag, designed to irreversibly track temperature changes through a permanent shift in resonance frequency. The tag is printed on a customized moisture-resistant poly(β-hydroxybutyrate)-cellulose composite substrate. An RLC circuit made of printed zinc metallic traces, encapsulated with beeswax to prevent oxidation, enables seamless wireless operation. The tag utilizes bio-based phase-changing materials such as frozen olive, jojoba, and coconut oils to induce irreversible resonance frequency shifts of more than 30 MHz at respective melting points of 8 °C, 15 °C, and 25 °C. A cellulose capillary element efficiently absorbs the melted oil, enabling reliable operation at inclinations from 0° to 90°. At the end of its service life, the device can undergo disintegration in a compost environment within 9 weeks. This work demonstrates a sustainable chipless technology from material selection and manufacturing processes to end-of-life disposal as an advanced thermal indicator solution for cold chain temperature-excursion detection.

0500化学一般
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