远离变质食品:智能标签

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中国企业信息网消息:中科院院士、北京大学化学与分子工程教授严纯华等领导的变色智能标签研究提出了解决方案。这是一种智能变色标签，据说可以实时显示易腐包装产品的质量。研究人员巧妙地利用化学中常见的变色反应来实时指示包装产品的质量。以牛奶中大肠杆菌的繁殖为例。在正常温度范围(0℃~35℃)内，大肠杆菌的繁殖率随着温度的升高而增加。同样，大多数化学反应的速率随着温度的升高而增加。

如果能发现一个特定的化学反应，使其在每一个温度下的反应速率与大肠杆菌的繁殖速率一致，这两者在数学上是等价的。因此，如果通过这种化学反应来制备智能标签，并且当易腐产品如牛奶离开工厂时，标签被绑定在包装盒上，则可以保证两者经历相同的温度过程，并且标签中的化学反应可以用于跟踪和模拟然后指示产品的质量变化过程。严纯华说，此外，为了便于阅读相关信息，选择随时间改变颜色的化学反应是合适的。换句话说，智能标签的设计基于这样一个事实，即牛奶变质过程和标签变色过程在任何温度下都是同步的。

为了找到标记材料，研究人员选择了化学反应的金纳米棒外延银壳生长。据报道，金纳米棒的水溶液是红色的。在将银源(硝酸银)和还原剂(维生素C)引入水溶液后，生成的元素银将沉积在金纳米棒的表面上以形成核-壳结构(通过化学键或其它作用力用另一种纳米材料涂覆一种纳米材料如银颗粒而形成的纳米级有序组装结构)。随着银壳厚度的增加，溶液会从红色变成橙色、黄色、绿色甚至蓝色和紫色。

据报道，在室温下，该化学反应过程所需的时间可以在几分钟到几个月的范围内调整。此外，研究人员还发现了一种简单易行的方法来调节反应对温度变化的敏感度。这些参数范围涵盖了大多数易腐产品的变质动力学参数，因此可以跟踪、模拟和指示大多数易腐产品的实时质量状态。以大肠杆菌为例，在多种温度下实现了食品变质和标签变色的同步，这有望在任何时候逆转标签颜色的产品质量，即使不打开产品包装。

据了解，一些技术已经致力于解决监测易腐食品质量的问题，例如用数据记录器跟踪和记录产品经历的温度变化。这些技术通常是昂贵的，并且难以完全覆盖从制造商到消费者的整个过程，并且消费者难以直观地读取其中记录的信息。

相比之下，变色智能标签性能更可靠，安全性更高，其原材料无毒副作用。该标签有望将目前的产品质量监控范围扩展到从制造商到消费者的所有环节，并将监控精度提升到单一包装水平，具有很高的潜在应用价值。