無晶片無線感測器：有望減輕電子標籤對環境的衝擊

研究人員表示，一種更具永續性的新型電子標籤，有機會協助降低一次性射頻識別（RFID）技術對環境造成的巨大影響。

格拉斯哥大學的工程師研發出了全新的無線標籤系統，此係統無需使用微晶片，就能識別物體並測量溫度。

取而代之的是，這些標籤使用了價格低廉的線圈，以及由一種名為聚二甲基矽氧烷（PDMS）的矽橡膠和碳纖維製成的感測材料。這些線圈比信用卡中的線圈還要小，它們利用電磁波吸收手持式讀取器發出的電磁訊號。

研究人員稱，他們新研發的、更節省資源的標籤，有助於降低零售業對RFID晶片的依賴，畢竟零售業每年使用超過100億個此類標籤。大多數標籤僅使用一次，最終在沒有適當回收電子元件的情況下被填埋。

該團隊研發的新標籤不僅能攜帶識別資訊，還能即時測量溫度。只需價格低於100英鎊的無線手持式裝置，就能讀取這些標籤。

這些標籤有望催生新一代的「智慧包裝」，未來甚至能測量酸鹼值或濕度，在食品有腐壞風險或攜帶有害細菌時，向零售商發出警報。

這種柔軟且輕便的標籤，在醫療保健和智慧服裝領域也可能大派用場，它們能在不打擾穿戴者的情況下，監測穿戴者的生命徵象。

研究人員在《先進科學》雜誌上發表了一篇題為《用於無線和無晶片電磁多路溫度感測器的大面積導體負載PDMS柔性複合材料》的論文，文中討論了他們如何研發這項技術，以及在實驗室環境中對其進行測試的過程。

研究顯示，這些感測器能檢測20°C至110°C之間的溫度變化。這將有助於使未來的無線感測器更便宜、更具永續性，因為覆蓋相同的溫度感測範圍所需的裝置將會更少。

在20°C至60°C的範圍內，這些標籤的表現尤為出色，此溫度範圍與食品安全和醫療應用最為相關。它們能迅速對溫度變化做出反應，只需幾秒鐘就能記錄到顯著的溫度變化。

研究還展示瞭如何一次讀取多個標籤，展示了三個感測器同時向讀取裝置提供資訊的情況，而且在不同距離下，它們都能同樣良好地運作。

格拉斯哥大學詹姆斯·瓦特工程學院的講師馬哈茂德·瓦吉博士是這項研究的通訊作者。他表示：「研發無線感測標籤，對於監測整個供應鏈的溫度至關重要，尤其是在食品安全和醫療應用方面。與傳統的RFID感測器相比，這些無晶片標籤無需微晶片，能大幅降低成本和電子垃圾。」

「近年來，雖然在研發無晶片智慧裝置方面做出了各種努力，但許多裝置需要昂貴的專用讀取裝置，限制了它們在商業應用中的潛力。」

「我們的論文展示瞭如何使用廉價的行動式裝置同時讀取多個溫度感測器，這可能使其成為廣泛行業採用的有吸引力的選擇。」

詹姆斯·瓦特工程學院的本傑明·金博士是該論文的共同作者。他說：「我們研發的新技術使用了廉價且易於獲得的材料，而且這些標籤可以透過簡單、可擴充套件的工藝製造。我們希望這些獨特的特性，能在未來幾年幫助這項技術得到廣泛應用，減輕一次性RFID標籤目前對環境造成的危害。」