沙子大小的微型芯片可帮助识别假冒食品和药品

P-CHIP

你在商店购买的产品标签上可能写着“西班牙特级初榨橄榄油”或“新西兰草饲牛肉” —— 但这些只是文字。如此宽泛的说法怎么能得到证实呢？根据美国食品和药物管理局引用（https://www.fda.gov/food/compliance-enforcement-food/economically-motivated-adulteration-food-fraud）的研究，食品欺诈——如添加剂、稀释液、错误标签和替代品——影响着全球超过1%的食品行业，每年可能造成高达400亿美元的损失。

为了避免这种情况的出现，一些食品制造商正在这些问题。意大利正宗的Parmigiano Reggiano奶酪制造商尝试在他们的奶酪轮上放置比一粒沙子还小的硅片，每个硅片的价格为几美分。总部位于芝加哥的p-Chip公司生产的微芯片使用区块链技术追踪从种植者到杂货店货架的所有产品。

该公司首席技术官Bill Eibon表示，奶酪只是其中的一种尝试。p-Chip可以嵌入农产品、鱼类和药品中。他说，它还可以提高先进高性能半导体、医疗设备和车辆部件的可追溯性。他同时表示：“你可以在刹车片等关键安全部件上安装p芯片，并将其索引到车辆识别号中。如果汽车出现问题……你可以闪电般地找到问题发生的地方。所以现在，你不需要召回50万辆汽车，只需要召回几千辆汽车。”

p-Chip最初是在新泽西州的一家生物技术公司发明的，用于植入实验室小鼠。p-Chip是一种微小的应答器，当用激光照射时，它会连续发射带有识别号的无线电信号。Eibon解释说，500微米大小的方形芯片包含一个独特的识别码，该识别码物理蚀刻在硅基板上。它有光电二极管，当被调制的激光脉冲激发时，为芯片的电子电路供电。这些电路触发一个小天线回路，通过超低频无线电波传输独特的代码，而传统的RFID阅读器无法检测到，需要一个特殊的读取器来检测和解码信号。

哥伦比亚大学电气工程教授Ioannis Kymisis表示，使用激光激发使p芯片比其他转发器具有一些优势。由于天线的尺寸需要根据用于刺激它们的激发波长来确定，因此与尺寸为毫米到厘米的RFID标签相比，使用纳米波长的激光可以制造更小的芯片。此外，他说，“激光激发可以瞄准，这允许在小而杂乱的环境中进行分类和跟踪。”

该公司表示，他们的p-Chip使用一个集中的数据库来生成他们所称的“加密锚”，允许用户跟踪产品的历史和真实性。去年，他们开始与制药商Merck KGaA公司和电子巨头西门子合作，使用区块链开发p-Chip应用程序。

他说：“当你把一个芯片放在任何东西上时，它会立即产生一个数字双胞胎，然后你可以将所有类型的元数据与它关联起来，并永远为它编制索引。这是一种安全设备。有史以来制造的每一块芯片都被存档，并记录了它被卖给了谁，上面有什么。一切都是可追踪的。每一个芯片的档案以及与之相关的东西都是已知的，甚至国际刑警组织都可以获得。”

虽然p-Chip不是设计为可食用的，但它在食品和饮料应用方面具有优势。该公司的网站描述了将电路涂覆在硅玻璃珠中的过程，使其具有惰性，能够承受极端温度、酸性溶液，甚至可以储存在液氮中。这种耐用性吸引了意大利奶酪制造商的注意，Eibon说。

Parmigiano Reggiano是在意大利的一个特定地区用严格定义的成分和数百年的方法制成的。据《食品与葡萄酒》杂志（https://www.foodandwine.com/news/parmigiano-reggiano-fraud-micro-transponder-rinds-digital-label）报道，authentic cheese在全球的销售额为24.4亿美元，紧随其后的是20.8亿美元的fraudulent cheese市场。Parmigiano的生产商已经尝试了二维码和RFID标签来追踪他们的产品，但制作奶酪的过程需要将其放在50°C的盐水浴中三周，而恶劣的腐蚀性条件会使标签退化。

因此，现在已经在超过10万个Parmigiano奶酪轮上种植了p-Chips，以进行长期测试，看看它们是否能承受奶酪一年多的老化要求。“我们带来的价值在于我们的尺寸和超强的耐用性，”Eibon说，“RFID太大、太贵，而且不耐用。我们可以去二维码、条形码或RFID太大而放不下的地方。这里真正具有积极破坏性的故事是，有一个小巧、耐用、价格合理的数字加密锚，可以安全地直接接触食物。”