时间-温度指示器(TTI)使用聚合物硬化特性来“设置”或保留温度历史的指示。TTI包括固定到热传导性粘合剂层的网孔层和固定到网孔层的光子晶体图案化膜。光子晶体显示带隙偏移与温度的关系的特性，并对温度的预定范围作出响应以提供温度的范围的可见指示。硬化剂小袋固定到网孔层的一端，且响应于发起事件来释放硬化剂，使得光子晶体材料通过呈现固定状态来对硬化剂作出响应。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及时间-温度指示器(TTI)，并涉及随着时间的消逝显示温度记录的指示的时间-温度指示器。
技术介绍
下文示出一些在商业市场中的或在文献中描述的可用TTI。简要描述了各种TTI产品的操作原理某于扩散的TTI基于扩散的TTI依赖于电抗性部件的扩散，其中扩散是时间和温度相关的。基于扩散的TTI的例子是被3M公司商业化的Monitor Mark TTi，其基于沿着由高质量吸墨纸制成的多孔灯芯的彩色脂肪酸酯的扩散反应。它的可测量的响应是前进的扩散阵面(diffusion front)离原点的距离(Kerry 等人，2006)。氣化还原染料Hu和Loconti (1973)以及Gohil (2006)报道了包含碱性介质、溶剂或湿气保留器中的计量数量的氧化型氧化还原染料和有效数量的还原剂的容器。氧化型氧化还原染料到其还原形式的转换出现在密封容器内部。颜色变化也可来自穿过阻挡膜扩散的氧并与还原的染料起反应。Lewis (2002)开发了由浸透还原染料并覆盖有塑料盖的绵纸组成的时间指示器。氧穿过塑料盖扩散，塑料盖导致由于染料的氧化而引起的颜色变化。塑料盖在中心是厚的，并向外朝着边缘逐渐变薄。这种结构提供随着时间的消逝从边缘到中心的逐步颜色过渡。作为替代单体的固态聚合的结果的颜色变化基于聚合物的系统例如由TempTime公司生产的Fresh Check TTI,基于薄薄地涂覆的无色乙炔单体的固态聚合，该无色乙炔单体以与温度相关的速率改变为高度着色的不透明聚合物(Nuin等人，2008)。某于酶反应的时间-淵度相关件(jVitsab } Leak & Ron now. 2000)酶系统例如VITSAB Check Point TTI基于由pH下降引起的TTI中的颜色变化，PH下降从脂质底物的被控制的酶水解产生，酶水解将有色指示器的颜色从绿黄改变为桔红(Kerry 等人,2006; Tsironi 等人,2008)。塑料外隔间包含两个迷你袋；一个包含解脂酶的水溶液，而另一是包含pH指示剂的脂质底物水溶液。TTI通过打破两个迷你袋之间的壁来激活，且内容物通过外部力来混合。从绿到清黄的颜色变化是由于脂质底物随着PH的降低的被控制的酶水解。描述了可选的酶系统。Sun等人(2008)开发了基于淀粉酶和淀粉之间的反应的新的淀粉酶型TTI。Bauer和Knorr (2005)报道了压力引起的淀粉凝胶作为压力时间温度指示器(PTTI)。固态反应系统由Ciba公司所生产的OnVu TTI代表的固态反应系统基于光敏化合物例如苄基吡啶。一旦被暴露于低波长光，它们就变成有色的，且这个有色状态根据温度反转到初始无色状态(Tsironi 等人，2008)。来自 Ciba Specialty Chemicals 和 Fresh Point 公司的OnVuO (2006)时间-温度指示器依赖于随着时间和温度改变颜色的颜料的特性。OnVuO由UV光激活，以首先变成黑蓝，然后当时间过去时逐渐改变到浅颜色。微牛物TTI微生物TTI由法国公司CRY0L0G提出。TRACEO 和(e0)⑧是由选定品种的乳酸菌制成的微生物TTI。在利用之前，这些TTI以冰冻状态(_18°C )被贮存，以防止在TTI介质中的细菌生长。当这些TTI非常薄时，它们的激活仅仅通过在室温时将它们解冻几分钟来获得。TTI被放置在食物上，且在温度滥用的情况下或当产品到达其“最迟使用(use-by)”日期时，TTI微生物的温度相关的生长使标记物中的pH下降，从而导致变红的介质有色指示器的不可逆的颜色变化(Ellouze等人，2008)。
技术实现思路
时间-温度指示器(TTI)设置在基底或热传导性粘合剂层上。网孔层固定到基底，且光子晶体图案化膜固定到网孔层。光子晶体图案化膜包括光子晶体材料，其示出带隙偏移与温度的关系的特性，并从而对温度的预定范围作出响应以提供温度的范围的可见指示。硬化剂小袋固定到网孔层的一端，并响应于发起事件释放硬化剂。光子晶体材料通过转变到固定状态来对硬化剂作出响应。附图说明图1是示出在硬化剂转移介质中嵌入的纳米压印表面支柱。左(X-Y)和右(Y-Z)视图通过面向上的箭头示出光反射。图2是示出TTI的时域有限差分(FDTD)模拟的图示。图3A、3B和3C是描绘由80层(图3A)、40层(图3B)和10层(图3C)的光子晶格反射的中心峰值的反射率与表示晶格变化的不同校正因子的关系的曲线图。图4是示出由显示3-D晶格结构的微凝胶制造的光子晶体的图示。图5A是示出在硬化剂扩散之前使用相干光源的光子晶体图案化的例子的图示。图5B是示出相应于图5A所示的例子的透射率与波长的关系的曲线描绘。图6A是示出在温度改变和硬化剂扩散期间使用相干光源的光子晶体图案化的例子的图不。图6B是示出相应于图6A所示的例子的透射率与波长的关系的曲线描绘。图7A是示出在硬化剂扩散完成之后使用相干光源的光子晶体图案化的例子的图/Jn ο图7B是示出相应于图7A所示的例子的波长的关系的曲线描绘。图8是示出使用相干光源的光子晶体图案化的例子的图示。图9是示出示例性光子晶体时间-温度指示器(PC-TTI)的功能层的图示。图10是具有保护层的示例性PC-TTI的图示。图11是示出穿过具有由从O. 3 μ m到1.1 μ m的不同制造λ描绘的晶格间距D的40层光子晶体结构的反射率波长变化的和表示温度变化的膨胀因子的曲线图。图12是示出在表示温度变化的不同晶格校正因子(从1. 2到2. 2)下对中心波长的模拟的曲线输出的图示。具体实施例方式在食物控制中的活性包装中使用时间-温度指示器(TTI)技术。它可在单独的食物产品上使用，这些食物产品的货架期可实质上延长，只要食物的独特变质机制被理解并控制。时间-温度指示器是可靠的、准确的、容易可再生的、容易应用/激活、且在室温可贮存。时间-温度指示器是成本有效的，足以被包括在每个单独的包装上，而不极大地影响产品的零售价格。通过提供比“最迟销售”日期明显更好的产品新鲜度指示，TTI的使用导致增加的品牌忠诚和增强的声誉。TTI增加消费者安全和方便，可配置成对间接食物接触是安全的，并可使消费者容易理解和使用。食物产品的冷链是食物管理技术，被保护条件的连续性或中断在使用之前被维持，食物产品在该被保护条件下。一般，这包括将温度维持在令人满意的限值内；然而在很多情况下，较低的温度被假定，以进一步延长货架期。时间-温度指示器技术给出产品的累积的冷链历史的视觉概述，记录时间和温度的效应。通过提供关于冷链历史的基本信息，TTI还帮助优化货架期，因为供应商和零售商将不再需要永久地丢弃产品以掩饰例如由不正确的贮存引起的潜在腐坏。 对TTI的可能应用如下.医疗使用医疗或生物剂例如疫苗、血液的运输条件对于最小化由于不利条件(例如，细菌生长、蛋白质破坏)而引起的致命效应是关键的。美国血液银行和美国食品与药物管理局(FDA)需要人类血液或成分在1°C到6°C处贮存，且在运输时不超过10°C。在日常操作中，输血服务一般根据30分钟规则来管理这个功能，30分钟规则要求冷冻的血液成分保持在周围温度不长于30分钟的时间。目前，如果血袋的温度超过10°C，则正被使用的温度敏感的标签警告输血服本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种时间?温度指示器(TTI)，其包括：基底；网孔层，其固定到所述基底；光子晶体图案化膜，其固定到所述网孔层，并包括光子晶体材料，其中所述光子晶体显示带隙偏移与温度的关系的特性，并从而对温度的预定范围作出响应以提供温度的范围的可见指示；以及硬化剂小袋，其包含硬化剂并固定到所述网孔层的一端，且配置成允许响应于发起事件来释放所述硬化剂，其中所述光子晶体材料通过呈现固定状态来对所述硬化剂作出响应。
【技术特征摘要】
2011.12.13 US 61/630,4801.一种时间-温度指示器(TTI)，其包括 基底； 网孔层，其固定到所述基底； 光子晶体图案化膜，其固定到所述网孔层，并包括光子晶体材料，其中所述光子晶体显示带隙偏移与温度的关系的特性，并从而对温度的预定范围作出响应以提供温度的范围的可见指示；以及 硬化剂小袋，其包含硬化剂并固定到所述网孔层的一端，且配置成允许响应于发起事件来释放所述硬化剂，其中所述光子晶体材料通过呈现固定状态来对所述硬化剂作出响应。2.如权利要求1所述的时间-温度指示器，其中所述网孔层具有允许所述硬化剂根据时间穿过所述网孔层的配置，从而沿着所述网孔层的长度从所述硬化剂小袋前进，并逐渐使所述光子晶体材料沿着所述长度对所述硬化剂作出响应。3.如权利要求1所述的时间-温度指示器，其还包括所述光子晶体材料，所述光子晶体材料包括从1_D、2-D或3-D结构选择的至少一种材料，以便建立所述光子晶体材料的热响应特征。4.如权利要求1所述的时间-温度指示器，其中所述光子晶体图案给温度记录介质提供...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈钋山，杨开明，陈梅，李森曼，
申请(专利权)人：纳米及先进材料研发院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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