Bo slovenska inovacija spremenila navade trgovcev?

»Našo pametno tiskarsko barvo je možno uporabiti povsod, kjer je potrebno zabeležiti nihanja temperature nad neko vnaprej določeno mejo, nadzor pa se vrši optično,« pojasni izr.prof.dr. Marta Klanjšek Gunde iz Kemijskega inštituta v Ljubljani, ki na področju spektroskopije materialov deluje že vse od svoje diplome na fiziki dalje, leta 1994 pa se je začela ukvarjati še z barvastimi premazi. Takrat je šlo zgolj za materiale s stalno barvo, nič posebno »pametnega« še, pravi.

Leta 2008 sta dr. Rahela Kulčar, takrat doktorska študentka iz Univerze v Zagrebu in dr. Mojca Friškovec, mlada raziskovalka iz gospodarstva, prihaja iz podjetja Cetis, pod njenim mentorstvom pričeli z deli za doktorat na temo merjenja barv in uporabe pametnih tiskarskih barv. S tem se je začelo obdobje intenzivnih raziskav termokromih tiskarskih barv.

Termokromne tiskarske barve imajo praviloma dve stanji, obarvano in razbarvano. Do spremembe pride ob temperaturi, ki je značilna za posamezen izdelek, to je aktivacijska temperatura. Sprememba barve je reverzibilna in jo je praviloma možno poljubno mnogokrat ponavljati. Omenjene barve so sicer že vrsto let na trgu, a se le redko uporabljajo.

»Najprej nas je zanimalo, kako bi lahko izmerili barvne spremembe in njihovo ponovljivost ter obstojnost. Postavili smo zelo unikatno metodo za raziskave barvnih sprememb, ki je tudi v svetu že močno poznana. Nato smo začeli sami pripravljati aktivni material, ki se v takšni tiskarski barvi uporablja kot pigment,« razloži nosilka projekta, ki je prejela Rektorjevo nagrado za naj inovacijo leta 2015.

Kristina Bašnec, mlada raziskovalka iz gospodarstva (Vir slike: Željko Stevanić, IFP, d.o.o.).

Le ena od možnosti za omogočanje ireverzibilnosti

Dodaja, da bi lahko ireverzibilnost, torej nezmožnost ponavljanja barvne spremembe, pomenila pomembno prednost in dejansko upravičila označbo »pametna« tiskarska barva. Raziskave so zato usmerili v različne možnosti za izvedbo neponovljivosti barvne spremembe termokromnih materialov. »Pametna tiskarska barva, ki smo jo predstavili na natečaju za rektorjevo nagrado, je le ena od možnosti za omogočanje ireverzibilnosti,« in dodaja, da sta pri teh raziskavah največ prispevali Kristina Bašnec, mlada raziskovalka iz gospodarstva in dr. Metka Hajzeri.

Pametna tiskarska barva je prosojen material mlečnega videza. Gre za kompleksen material, kjer nastopa več kot pet sestavin, ki so med seboj značilno povezane na molekularnem in mikroskopskem nivoju.

Tu so znanje s področja termokromnih materialov združili s specialnimi znanji mikrokapsuliranja – raziskave in razvoj vodi prof. dr. Bojana Boh Podgornik iz Naravoslovnotehnične fakultete v Ljubljani, dr. Boštjan Šumiga pa je v svoji doktorski disertaciji razvil algoritme za načrtovanje lastnosti mikrokapsul in napovedovanje uspešnosti postopka. To je pri njihovi aplikaciji bistvenega pomena.

Pametna tiskarska barva, ki se uporabi kot nalepka

Najbolj tipičen primer uporabe je živilo, ki mora biti ves čas v hladilniku ali zamrzovalniku. »Če je bilo tako živilo od embaliranja do prodajnega mesta na višjih temperaturah od dovoljene, bo pametna nalepka obarvana, sicer pa je brez barve.« Gre za material, ki ga natisnemo v izbrani obliki oziroma dizajnu na primerno podlago, najpogosteje kar v obliki nalepke. »Ko je nalepka pritrjena, embalažo temeljito ohladimo in aktiviramo tiskarsko barvo, kar sproži ireverzibilni termokromni pojav. Ko se temperatura izdelka zviša nad dovoljeno, se v materialu zgodi sprememba, ki pa je ne opazimo, dokler izdelka ne ohladimo pod omenjeno temperaturo.«

Inovacija deluje na vseh tiskovnih podlagah

Takrat se, pojasnjuje, aktivirani del pametne nalepke obarva in je obarvan vedno, ko je temperatura pod dovoljeno. Obarvanja ni možno izbrisati, saj pametna barva »pove«, da je bil izdelek na previsoki temperaturi. To sporočilo lahko zaznamo s prostim očesom, tudi z video kamero. Kot pojasnjuje, inovacija za izdelke v papirnatih vrečkah ni najbolj smiselna, saj so tovrstni izdelki namenjeni le kratkotrajni hrambi. Deluje sicer na vseh tiskovnih podlagah, je pa potrebno pametno barvo prilagoditi izbranim pogojem embalaže izdelka.

Pametna tiskarska barva lahko odkrije krivca v hladni verigi

Aktivacijo je možno izvesti na različnih mestih in časih, zato bi lahko nadzorovali tudi, na kateri stopnji v hladni verigi je prišlo do pregretja izdelka – s tem pa bi lahko našli tudi »krivca«. Pomembna lastnost pametne barve so tudi kemikalije, ki jo tvorijo, ki pa niso škodljive zdravju.

Njihov videz kaže praviloma le eno barvo, možno pa je kombinirati tudi pametne tiskarske barve z različnimi aktivacijskimi temperaturami, ki razvijejo drugačne barve. Kot dodaja izr.prof.dr. Marta Klanjšek Gunde, je nabor barv, s katerimi je možno tvoriti termokromne materiale, precej omejen.

Ekipa si želi, da bi njihova ideja prinesla tudi zaposlitve nekaterim njihovim doktorskim študentom (Vir slike: Željko Stevanić, IFP, d.o.o.).

Lahko njihova inovacija spremeni potrošniške navade?

Izr.prof.dr. Marta Klanjšek Gunde pravi, da je to težko vprašanje. »Sama stavim na pridelke iz lokalne tržnice, seveda pa ta ne ponuja vse hrane, ki jo potrebujem. V kolikor bi bila na embalaži hrane v trgovini tudi taka informacijo, bi jo prav gotovo preverila,« upa pa, da bi izdelke z obarvano kontrolno nalepko izločili že prej, sami špediterji in trgovci, tako da sploh ne bi prišla na prodajna mesta. »Pričakujem torej, da bi uporaba inovacije spremenila navade trgovcev in dvignila kakovost ponujene hrane.« S tem bi tudi potrošniki imeli dokaz, da se je z izdelki v hladni verigi ravnalo pravilo, saj se nobena napaka ne bi mogla zakriti ali izbrisati.

Kot omenjeno, ekipa je prejela Rektorjevo nagrado za naj inovacijo leta 2015: »V finalu je kar 32-članska žirija strokovnjakov postavljala vprašanja o predlagani inovaciji. Moram priznati, da smo dobili zelo tehtna vprašanja, ki so jih postavili po zgolj 5-minutni predstavitvi ideje. To kaže na izjemno angažiranost žirije in resnost dogodka.« Na natečaju so v prvi vrsti preverili, ali je njihova inovacija dejansko tako zanimiva, kot so jo ocenili sami.

Področje, ki skriva še obilo uporabnega

Zdaj se odločajo, kako jo bodo pripeljali v življenje, obenem pa si želijo, da bi lahko njihova ideja prinesla tudi zaposlitve nekaterim njihovim doktorskim študentom. »Na ta način upamo, da bo večino znanja ostala tu in koristila zlasti domačemu gospodarstvu,« a brez združitve moči ne bo šlo. Potem načrtujejo predstavitve za zainteresirane in ciljne kupce, obenem pa bodo raziskovali še naprej. To področje po besedah izr.prof.dr. Marta Klanjšek Gunde namreč »skriva še obilo novega in uporabnega«.

Po predstavitvi so dobili nekaj povabil za sodelovanje, o katerih pa je še prezgodaj govoriti. Njihov cilj je čim hitreje izdelati set tiskarskih barv za nek nabor vnaprej določenih aktivacijskih temperatur, ki bi jih lahko prodajali kot pametne tiskarske barve za posebne namene. Ponudili bi jih lahko specializiranim prodajalnam. »Po želji bi lahko napravili pametno tiskarsko barvo za praktično katerokoli temperaturo v zelo širokem območju, kjer je relevantna uporaba polimernih snovi.«