[發(fā)明專利]一種基于納米溫敏變色材料的冷鏈儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)測(cè)標(biāo)簽

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711422840.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN108133659B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何樂;李超然;全躍龍;邵一帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州善恩納米功能材料科技有限公司
• 主分類號(hào): G09F3/02
• 分類號(hào): G09F3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于納米溫敏變色材料的冷鏈儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)測(cè)標(biāo)簽的制作方法。其包括如下步驟：1)制備磁響應(yīng)型光子晶體；2)將1)中制備的磁響應(yīng)光子晶體超聲分散于溫敏分散液中；3)將2)中的分散液密封于薄容器中或高分子薄膜內(nèi)；4)在外加特殊磁場(chǎng)條件下，使溫敏液膜呈現(xiàn)圖案及顏色；5)放置于冰箱中固定圖案及顏色，得到冷鏈溫度標(biāo)簽。該標(biāo)簽在敏感溫度內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生顏色變化，超過敏感溫度顏色及圖案發(fā)生改變，且不可逆。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：高靈敏性、高可靠性、高防偽性、高集成性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新材料及指示類產(chǎn)品領(lǐng)域。

背景技術(shù)

疫苗在流通過程中需要嚴(yán)格的冷鏈存儲(chǔ)運(yùn)輸，否則會(huì)導(dǎo)致變質(zhì)失效，接種 未經(jīng)2℃-8℃存儲(chǔ)冷鏈運(yùn)輸?shù)囊呙纾滓L(fēng)險(xiǎn)是無效免疫。類似事件使得需要冷 凍或冷藏食品或藥品在供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)中是否復(fù)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(DB31/T388-2007)已 得到廣泛關(guān)注。如果消費(fèi)者能夠像閱讀生產(chǎn)日期和保質(zhì)期一樣知道單件需冷凍 或冷藏商品是否在儲(chǔ)不合規(guī)范，無疑可以增強(qiáng)消費(fèi)者對(duì)該商品品質(zhì)保證的信心， 同時(shí)也可避免冷藏箱、柜內(nèi)部溫度不均等產(chǎn)生的意外。因此，完全有必要開發(fā) 能夠檢測(cè)標(biāo)簽在儲(chǔ)存、運(yùn)輸環(huán)境的新技術(shù)，從根本上解決冷鏈儲(chǔ)存的監(jiān)管難題。

目前市場(chǎng)現(xiàn)有技術(shù)可分為電子類技術(shù)和非電子類技術(shù)，電子類技術(shù)(如RFID 技術(shù))可以記錄溫度變化，但是因其體積大、價(jià)格昂貴、需要電源使得其只適 用于整箱和整柜物品，無法用于單件物品。而目前現(xiàn)有的非電子類溫度標(biāo)簽一 般是基于基體受熱熔化后，混合在其中的化學(xué)物質(zhì)與染料發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生顏色改 變來指示溫度的。其主要缺點(diǎn)包括：1)價(jià)格昂貴；2)所使用的染料或化學(xué)品 有毒性；3)僅能顯示特定溫度，適用范圍窄；4)力學(xué)性能差，易破損。而專 利(200420078916.0冷鏈標(biāo)簽)也存在其不足：1)標(biāo)簽中裝有液體，僅能垂直 放置，若遇傾斜狀況則無法區(qū)分是否脫離冷鏈；2)感溫材料為乙醇，溫度響應(yīng) 性質(zhì)單一，僅能判斷是否超過某一溫度點(diǎn)。

綜上所述，現(xiàn)有的非電子類小型冷鏈溫度標(biāo)簽仍然有很多不足。市場(chǎng)對(duì)于 能夠安全、廉價(jià)、準(zhǔn)確顯示單件商品是否超溫的標(biāo)簽提出了迫切的需求。本發(fā) 明利用介穩(wěn)態(tài)溫敏型光子晶體納米材料，對(duì)儲(chǔ)存、運(yùn)輸環(huán)境溫度的變化進(jìn)行感 應(yīng)，從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)可視化指示。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)針對(duì)冷鏈標(biāo)簽現(xiàn)有商品的不足，提出采用介穩(wěn)態(tài)溫敏型光子晶體作 為核心材料來設(shè)計(jì)制備冷鏈儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)測(cè)標(biāo)簽。利用在特殊條件下形成介穩(wěn)態(tài)光子 晶體結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出獨(dú)特的結(jié)構(gòu)色。在低溫環(huán)境中，該光子晶體結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)定存 在，顏色得以一直保持。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，該結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞性變化，從而失 去顏色，將樣品重新放入低溫環(huán)境，無法再次形成原有的光子晶體結(jié)構(gòu)，樣品 的顏色不能恢復(fù)(如圖1所示)。因此，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)溫度敏感的不可逆變色 指示。另外，通過光子晶體的參數(shù)如納米顆粒形狀、納米顆粒尺寸、納米顆粒 表面性質(zhì)修飾以及穩(wěn)定液配方等的優(yōu)化可實(shí)現(xiàn)性能可調(diào)，從而面向不同應(yīng)用需求：不同變色范圍(如，藍(lán)色、綠色至紅色)、響應(yīng)速率(如秒級(jí)、分鐘級(jí)、小 時(shí)級(jí))、響應(yīng)區(qū)間(如-50～20攝氏度)等性能的冷鏈儲(chǔ)存變色指示劑。

本申請(qǐng)的優(yōu)點(diǎn)：

1.高靈敏性:當(dāng)環(huán)境溫度變化達(dá)到一定時(shí)間時(shí)，例如從8℃以下(大部分疫 苗的保存溫度范圍)變到8℃以上，該指示劑材料能靈敏地改變顏色，指示疫苗 是否脫離冷鏈。

2.高可靠性：環(huán)境溫度在指示溫度以下時(shí)，該標(biāo)簽的顏色不發(fā)生變化。環(huán) 境溫度越高，藥品、食品變質(zhì)速度越快，標(biāo)簽變色相應(yīng)加快，可以適用于不同 環(huán)境溫度變化。因此標(biāo)簽的顏色變化與需冷藏商品質(zhì)量具體良好的相關(guān)性。

3.高防偽性：一方面，在轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上的環(huán)境下，標(biāo)簽顏色發(fā)生不可逆的變 化，重新放置到低于轉(zhuǎn)變點(diǎn)的環(huán)境，標(biāo)簽的顏色不可回復(fù)，因此可以有效判斷 從出廠到使用的任一環(huán)節(jié)是否脫離冷鏈。另一方面，該標(biāo)簽的生色機(jī)理是基于 新型智能納米光學(xué)材料，屬于國際研究前沿，技術(shù)門檻高，難以被不法分子模 仿。

4.高集成性：該指示劑可以設(shè)計(jì)成液體、高分子薄膜等不同形態(tài)，方便地 粘貼或者噴涂在商品表面，不影響商品的生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲(chǔ)存。