智能標簽免包裝變質(zhì)辨識困擾

　　產(chǎn)品在保質(zhì)期內(nèi)的zui后幾天，扔還是用是個問題，盡管如此，保質(zhì)期并不是認定食物是否變質(zhì)的*標準是我們的共識。
　　
　　糾結于“扔還是用”的朋友們迷茫：我們該如何判斷是否變質(zhì)？
　　
　　嚴純?nèi)A等人主導的“變色智能標簽”相關研究，提出了一個解決方案。而研究人員對標簽做了什么“手腳”？
　　
　　嚴純?nèi)A以牛奶中的大腸桿菌繁殖為例介紹說，在通常溫度范圍內(nèi)（0℃~35℃），大腸桿菌的繁殖速率隨溫度升高而加快；類似地，大多數(shù)化學反應的速率亦隨溫度升高而加快。如果能找到某個特定化學反應，使它在各個溫度下的反應速率與大腸桿菌繁殖速率均吻合，則兩者在數(shù)學上等價。
　　
　　“因此，若以此化學反應制備一種智能標簽，在牛奶等易變質(zhì)產(chǎn)品出廠時將標簽綁定在包裝盒上——這可以保證兩者經(jīng)歷相同的溫度歷程，即可用標簽中的化學反應跟蹤、模擬進而指示產(chǎn)品的質(zhì)量變化過程。”嚴純?nèi)A說，此外，為方便讀出相關信息，宜選用隨時間變色的化學反應。
　　
　　也就是說，設計智能標簽依據(jù)的是，牛奶變質(zhì)過程與標簽變色過程在任意溫度下均同步。
　　
　　為了尋找標簽材料，研究人員選定了“金納米棒外延銀殼生長”這一化學反應。據(jù)介紹，金納米棒水溶液呈紅色，向其中引入銀源（*）及還原劑（*）后，生成的單質(zhì)銀會沉積在金納米棒表面，形成“核殼結構”（由一種納米材料——如銀微粒，通過化學鍵或其他作用力將另一種納米材料包覆起來形成的納米尺度的有序組裝結構）。而隨著“銀殼”厚度增加，溶液會由紅色依次變?yōu)槌壬ⅫS色、綠色甚至藍色、紫色。
　　
　　室溫條件下，這一化學反應的過程所需的時間可在數(shù)分鐘到數(shù)月（甚至更長）范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。此外，研究人員還找到了簡便易行的辦法，可調(diào)節(jié)該反應對溫度變化的敏感程度（即表觀活化能，其表觀活化能可在50~190kJ/mol甚至更寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)）。
　　
　　“這些參數(shù)范圍涵蓋了絕大多數(shù)易變質(zhì)產(chǎn)品的變質(zhì)動力學參數(shù)，因而可以跟蹤、模擬并指示絕大多數(shù)易變質(zhì)產(chǎn)品的實時質(zhì)量狀況。”嚴純?nèi)A介紹說，研究人員以大腸桿菌為例，已在多個溫度下實現(xiàn)了食品變質(zhì)與標簽變色的同步化，“這有望實現(xiàn)在任何時刻，由標簽顏色即可反推出產(chǎn)品質(zhì)量，甚至無須打開產(chǎn)品包裝。”
　　
　　據(jù)透露，盡管迄今為止該項研究的后續(xù)工作仍在進行中，但已有多家國外企業(yè)來電來函咨詢相關成果，并商談產(chǎn)業(yè)化合作。
　　
　　此前已有一些技術致力于解決易變質(zhì)食品質(zhì)量監(jiān)測的問題，比如采用數(shù)據(jù)記錄器跟蹤并記錄產(chǎn)品所經(jīng)歷的溫度變化。這些技術往往成本較高，且難以*覆蓋產(chǎn)品“從生產(chǎn)商到消費者”的整個過程，而且消費者很難直觀讀取其中所記錄的信息。
　　
　　相比較而言，“變色智能標簽”性能更可靠，安全性高，并且其原料也并無毒副作用。嚴純?nèi)A對它的產(chǎn)品化充滿希望：“這款標簽有望將目前的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控范圍拓展到‘從生產(chǎn)商到消費者’的所有環(huán)節(jié)，并將監(jiān)控精度推進到單個包裝水平，具有很高的潛在應用價值。”