[发明专利]一种时间-温度指示标识及其应用

说明书

本发明属于冷链运输智能包装技术领域，具体涉及一种用于监测需低于室温运输产品的时间‑温度指示标识。该时间‑温度指示标识具有以下特点：1)标识包含具备光能存储特性的长余辉发光材料(涵盖有机长余辉发光材料和无机长余辉发光材料)，原料廉价，来源广泛，种类繁多；2)标识成分简单，可实现大范围合成，易于集成到传统的硬质包装上，或将所述长余辉发光材料嵌入柔性载体中制备柔性标识，可与目前商用包装完美兼容；3)标识使用方便、识别快捷，且可重复使用。利用长余辉发光材料捕获能量随时间逐渐流逝的特点，以实现自演化强度衰减，能精确推测产品在运输过程中所经历环境、运输时长；该时间‑温度指示标识在医疗运输、食品运输等领域具有广泛的应用前景和商用价值。

技术领域

本发明属于冷链运输智能包装技术领域，具体涉及一种用于监测需低于室温运输产品的时间-温度指示标识。

背景技术

在商品流动环节中，温度通常是最难调控的因素之一并深刻地影响着商品的真实质量。随着居民生活水平的提高以及消费者对鲜活品、医药品质量安全的逐渐重视，现代物流行业尤其是冷链物流环节正在得到越来越广泛地重视。[Tgab C,et al.Journal ofFood Engineering,2021]近年来，我国的冷链运输技术虽有显著提升，但是总体冷链损腐率较高，仍然处于初级阶段，无法满足发展迅猛的冷链运输市场需求。因此，对流通过程中产品品质的动态监控显得非常重要。

时间温度指示剂(Time Temperature Indicator/Integrator,缩写TTI)凭借其能够实时监测食品、药品等产品安全性被视为是一种理想的解决策略。[Pandian A T,etal.Journal of Food Measurement and Characterization,2021,15(2)]作为产品包装的一部分，它可以监测运输环节中的温度变化，从而弥补了传统标识保质期与实际流通期限不一致的问题，为零售商和消费者判断产品质量是否合格提供有效的依据。基于工作原理，时间温度指示剂可以分为扩散型、化学型和生物型三种。扩散型时间温度指示剂利用指示物质在底物上的扩散迁移来起到时间温度指示作用。以美国3M公司的热熔蜡扩散型指示剂为例，当外界环境温度达到指示剂工作温度时，受热熔化的蜡将开始沿着预定的毛细管流动从而实现对时间-温度的指示。化学型时间温度指示剂则基于化学反应(多为聚合反应)所引起的不可逆颜色变化来指示产品的新鲜度。此类时间温度指示剂种类相对较多，它们伴随反应的进行会发生肉眼可见的颜色转变，消费者可以据此较为直观地判断商品质量。生物型时间温度指示剂主要是通过生物酶与底物作用造成pH显色剂的变化来指示。国内外围绕该类指示剂有不少开发研究，少量品种已经投入商用。尽管上述三类时间温度指示剂非常有利于商品的流通且能给予消费者商品实际质量的信息，但是受限于成本效益、可靠性、重复使用性等诸多因素，时间温度指示剂还未在我国有大面积的推广及应用。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型冷链运输用时间-温度指示标识及其应用，旨在解决冷链运输产品品质的动态监控问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种时间-温度指示标识，所述时间-温度指示标识包含具有光能存储特性的长余辉发光材料和载体材料；

所述标识在激发结束后，经额外热刺激响应或近红外激光刺激响应，可释放所存储的光能，与冷链运输中的食品、药品、化学品和类似产品同步对环境的响应。所述时间-温度指示标识应用于在低于室温的环境中运输物品。

进一步的，所述时间-温度指示标识模块化集成至现有冷链运输用商用包装上。

进一步的，所述具有光能存储特性的长余辉发光材料的陷阱深度为0.1至2.0eV；激发光源包括紫外光、可见光、X射线等。

进一步的，所述具有光能存储特性的长余辉发光材料包括无机长余辉发光材料和有机长余辉发光材料中的一种或两种。