»Mindestens haltbar bis« bedeutet nicht zwangsläufig, dass Lebensmittel nach diesem Datum ungenießbar sind. Viele Menschen sind jedoch unsicher, was auch nach dem Überschreiten des Mindesthaltbarkeitsdatums noch verzehrt werden kann, vor allem bei Fleisch oder Fisch. Ein internationales Forscherteam um Firat Güder von Imperial College London hat deshalb nun einen Sensor entwickelt, der Gase, die verdorbene Lebensmittel absondern, detektieren kann. Er besteht im Wesentlichen aus Papier und kann, wenn er in einen NFC (englisch: Near Field Communication)-Chip integriert wird, per Smartphone ausgelesen werden. Das berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin »ACS Sensors«.

Obwohl sich Papier trocken anfühlt, ist es immer ein bisschen nass. Bei einer Luftfeuchtigkeit von 50 Prozent macht Wasser etwa 5 Prozent seines Gewichts aus, denn die im Papier enthaltenen Zellulosefasern ziehen Wasser an. Güder und sein Team nutzte den Flüssigkeitsfilm, der sich um die Fasern legt, um mittels zweier aufgedruckter Carbon-Elektroden die elektrische Leitfähigkeit des Papiers zu messen. Wenn sich ein wasserlösliches Gas wie Ammoniak oder Trimethylamin in der Nähe befindet, erhöht sich die Leitfähigkeit des Papiers, denn die Gase zerfallen beim Lösungsvorgang in Ionen.

Mit Hilfe der papierbasierten elektrischen Gassensoren (kurz: PEGS) können die Forscher äußerst geringe Konzentrationen der Gase detektieren. Als sie den Sensor in einer Dose mit verderbendem Fisch oder Fleisch platzierten, beobachteten sie über die Zeit eine starke Zunahme des Signals – sie konnten also die steigenden Gaskonzentrationen messen. Außerdem nahmen sie zu mehreren Zeitpunkten Proben von den Lebensmitteln und bestimmten die Anzahl der darin lebenden Bakterien. Aus diesen Daten legten Güder und sein Team dann einen Gasgrenzwert fest, ab dem sie die Lebensmittel als »verdorben« betrachteten. Ist dieser Wert überschritten, würde das Smartphone Alarm schlagen, wenn man es von außen an die Stelle der Packung hält, wo sich an der Innenseite der Sensor befindet.

Die Frische von Lebensmitteln, mit Hilfe von Sensoren zu überwachen – so genanntes Smart Packaging – ist keine neue Idee. Allerdings würden die bisher entwickelten Systeme enorm hohe Produktions- und Verpackungskosten und sowie Müll verursachen. Günstigere, farbcodebasierte Ansätze sind den Forschern zufolge oft nicht eindeutig oder ungenau. Der Prototyp des Sensors von Güder und seinen Kollegen soll sich für weniger als zwei US-Cent herstellen lassen, umweltfreundlich und sicher sein. Allerdings muss man den Sensor, um ihn mit dem Smartphone lesen zu können, in einen NFC-Tag einbauen. Solche Chips, die dem drahtlosen Austausch von Daten dienen, sind zum Beispiel in programmierbaren Schlüsselanhängern zum bargeldlosen Bezahlen verbaut. Sie kosten zwar heute auch weniger als einen Euro das Stück, sind aber meistens – wie auch beim Prototypen des Sensors von Güders Team – nicht aus Papier.