طور علماء سويسريون من المدرسة الفدرالية البوليتكنيكية في لوزان بالتعاون مع شركات تصنيع التغليف شريحة ذكية جديدة قابلة للتحلل لمراقبة درجة الحرارة. تهدف هذه التقنية لضمان بقاء الأدوية، اللقاحات، والأغذية ضمن النطاق الحراري الآمن أثناء النقل والتخزين، وهو عامل حاسم للحفاظ على جودتها وسلامتها.
أهمية مراقبة درجة الحرارة في سلسلة الإمداد
يتم نقل كميات هائلة من المنتجات يوميا حول العالم، وتشمل هذه المنتجات مواد حساسة تتطلب ظروف حرارة محددة، مثل اللقاحات، الأدوية، والأغذية. لضمان وصول هذه المنتجات بحالة سليمة، يجب الحفاظ على درجة الحرارة ضمن نطاق معين طوال فترة النقل والتخزين.
وضع حساسات سيليكونية تقليدية على كل شحنة يعد مكلفًا وغير عملي. هنا يبرز دور الابتكار الجديد الذي يوفر وسيلة ذكية واقتصادية لمراقبة الحرارة بدون الحاجة لرقائق مكلفة أو بطاريات.
كيف تعمل الشريحة الذكية القابلة للتحلل؟
الشريحة الجديدة مصنوعة من مواد قابلة للتحلل الحيوي، ولا تحتوي على سيليكون. تم تطوير حساس خاص يعتمد على قاعدة مركبة من البوليمرات الحيوية وألياف السليلوز.
تقنية بدون بطارية
تعمل الشريحة بدون بطارية أو رقاقة سيليكونية. تحتوي على رنان كهربائي لاسلكي مصنوع من مسارات من الزنك عالية التوصيل ومحمي بالشمع الطبيعي. عند تعرض الرنان لمجال كهرومغناطيسي من قارئ لاسلكي، يحدث تردد يمكن للقارئ تفسيره.
الاستجابة للتغيرات الحرارية
عند تجاوز درجة الحرارة الحد المسموح به، يذوب الشمع الحيوي، مما يغير التردد الرنيني. هذا التغيير يسجل بشكل دائم، بحيث يظهر عند قراءة البيانات لاحقًا أن المنتج قد تعرض للتسخين. يمكن ضبط الشريحة لمستويات حرارة مختلفة باستخدام أنواع مختلفة من الزيوت، مثل زيت الزيتون المجمد وزيت الجوجوبا وزيت جوز الهند، والتي تذوب عند درجات حرارة مختلفة.
قدرة الشريحة على العمل بمرونة
بعد ذوبان الزيت، يتم امتصاصه بواسطة مادة السليلوز أسفل الشريحة، مما يضمن عملها بشكل موثوق حتى عند زوايا ميل مختلفة.
يعتبر هذا الابتكار خطوة مهمة نحو نقل آمن ومستدام للأدوية والأغذية، حيث يجمع بين الذكاء الاصطناعي البسيط والتقنيات البيئية القابلة للتحلل، ليضمن وصول المنتجات الحساسة إلى المستهلك في أفضل حالة ممكنة دون إهدار أو تكلفة زائدة.
