生物可分解微傳感器 用于食品監測具潛力

　　學術界與產業界對于發展無害于環境與人體的微傳感器(Microsensor)都有高度興趣。蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)研究團隊運用鎂(Magnesium)、生物可分解(Biodegradable)的二氧化矽(Silicon Dioxide)與氮化物(Nitride)，以及淀粉等制造符合歐盟與美國食品原料法規的生物可分解微傳感器，未來在食品監測應用將相當廣泛。

　　據ETH Zurich報導，微傳感器可支持各種應用或集成至微型化傳輸器∕適配器系統，如偵測有毒氣體、隨處可見的無線射頻辨識別(RFID)芯片等。但使用對環境與人體有害貴重金屬材質的傳感器，并不適合需要直接接觸人體或食品的相關用途。

　　因此ETH Zurich電子學實驗室研究人員與其它學院的科學家，合作開發測量溫度的生物兼容微傳感器，并于Advanced Functional Materials科學期刊發表研究成果。研究團隊開發的溫度測量微傳感器可直接接觸食品，成為食品與物聯網(IoT)之間不可或缺的鏈接。

　　此外，生物傳感器還可部署于監測壓力、氣體累積與紫外線曝光量等應用。根據產業界對生物可分解微傳感器感興趣的程度，研究團隊預測在5~10年內，這類微傳感器將會大量應用于日常生活中。

　　目前生物兼容微傳感器的制造過程耗時且成本高昂，但隨著印刷電路的技術日益精密，很快將能實現生物兼容微傳感器的大量生產，而成本越低，應用面就更廣。例如，為了確認從日本出口至歐洲魚貨的鮮度，可預先在魚皮貼附測量溫度的生物可分解微傳感器，如此便能確認運送途中的質量變化。

　　除了必須對消費者的健康無虞，目前研究團隊開發的的微傳感器，即使被完全折疊、壓皺或拉扯超過原本大小10%也能完好無損，仍可持續正常運行。此外，微傳感器可在67天后完全溶解于濃度1%的食鹽溶液中，僅需調整高分子聚合物的厚度，便能相當方便的延長傳感器運行的時間，不過厚度會影響傳感器的可撓性。

　　傳感器的電源供應是以生物可分解超薄鋅(Zinc)制纜線，外接集成在一顆非生物可分解芯片中的微型電池，芯片中還有微處理器及傳輸器，透過藍牙通訊將溫度資料傳輸至10~20公尺內的外部計算機。未來若是電池、微處理器及傳輸器也能達到生物可分解，便可集成到微傳感器中。ETH Zurich研究團隊已著手尋找生物兼容電池。

　　一根頭發直徑約100微米(Micrometre)，ETH Zurich研究團隊開發的微傳感器厚度僅16微米、長度僅數毫米(millimetre)、重量則不到1毫克(Milligram)，把非常精細且緊密纏繞的鎂制導線、二氧化矽及氮化物，封裝于高分子聚合物，即使完全浸泡在水中，也能持續運行達1天，足夠運用于監測從日本運送到歐洲的魚貨。