科学家用等离子体打印纳米材料

正近日,全球首创的纳米智能标签到业界广泛关注。纳米智能标签基于产品在异常储运条件下变质的大数据,可以实时监控产品在物流和销售环节中的产品品质及包装内外的温度与时间,消费者可以通过由绿到红的颜色渐变,直观识别出产品的质量是新鲜还是变质的。纳米智能标签技术由北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室与香港中文大学合作发明,已获得     

气体指示与纳米智能标签在食品包装中的发展综述

目的 综述气体指示型智能标签及纳米智能标签技术的原理、特点以及在食品包装方面的应用。方法 重点介绍气体指示型智能标签中新鲜度指示、成熟度指示、泄露型指示、无线射频识别等智能标签和纳米综合性指示器的工作原理、应用研究,以及智能标签的发展趋势。结论 智能标签技术在食品包装行业受到了广泛关注,在推进食品包装智能化发展,维护食品安全,加强包装防护,提高质量监控等方面起到了重要作用,是未来食品包装发展的主要方向。     

智能标签让你远离变质食品

<正>食品、饮料、化妆品……这些产品在保质期内的最后几天,是扔还是用?保质期虽然不是认定食物是否变质的唯一标准,但仍然让消费者很纠结。那么,该如何判断包装内的水平是否变质呢?中科院院士、北京大学化学与分子工程学院教授严纯华等人主导的"变色智能标签"相关研究,提出了一个解决方案。这是一款据称"可指示易变质包装产品实时质量"的"变色智能标签",研究人员巧妙地利用化学中常见的变色反应,实时地指示包装产品的质量。     

中国包装联合会常务副会长王跃中参观考察北京镧彩科技有限公司

正2016年7月11日,中国包装联合会常务副会长兼秘书长王跃中一行参观考察了北京镧彩科技有限公司,并与中国科学院院士、北京大学化学与分子工程学院教授严纯华一行就镧彩智能标签以及双方开展合作等情况进行了座谈。北京镧彩科技有限公司是由北京大学科技开发部以技术参股的高科技企业。镧彩智能标签是耦合了温度和时间,可监控易变质产品的物流和销售环节,通过颜色变化直观反映产品外界温度     

变色的智能标签 食品新鲜度看标签就知道

<正>随着消费者食品安全意识不断提高,食品标签成了其关注的焦点。通过标签,我们可以获知食品的有关信息。据了解,日本设计工作室TO-GENKYO曾发明具有特殊涂层的智能标签。此标签会因为氨气浓度的变化进行变色,进而可以辨识食品的新鲜度。购买食品我们常依赖观看食品包装上的有效期限来掌握时食品新鲜度,不过在近年一项新的食品包装与标签技术正在发展中,智能标签在包装中不同温度与气体变化下,可呈现不同颜色变化,也同时是食品     

不可逆温敏变色油墨的显色动力学探究

目的 探究温敏变色油墨对时间、温度的响应情况,以及不同制备配方对其动力学参数的影响。方法 利用光生酸剂的分解反应使结晶隐性紫染料开环显色,以此作为变色体系置于丝网油墨中,制备出可随时间–温度累积进行不可逆变色的智能温敏标签。利用分光密度仪测量标签b*值,以标签b*值变化作为测量指标,将其与变色时间进行拟合,探讨油墨组分对标签变色性能的影响。并探究不同组配方下b*值对温度变化的响应,以及不同配方对反应活化能的影响。结果 随着时间的积累,油墨印刷标签b*值逐渐减少,标签颜色由浅黄色变成深蓝色;同时,当温度升高,标签的变色速率也随之加快,温度越高,标签所测量的b*值越低,呈现出的蓝色越深。相同温度下标签|Δb*|值较高时,标签的活化能较低。结论 该标签对时间、温度的积累均有响应,制备的标签活化能在11.453～27.676kJ/mol波动,具有应用在食品品质智能监控领域的潜力。     

智能化药品包装研究与设计

目的在智能包装高速发展的趋势下,设计一款方便病患吃药的人性化智能药品包装。方法通过药品智能包装市场分析、病患用药调查分析,结合病患用药不便等问题,进行智能药品包装结构设计。开发微信小程序,进行药品实时信息记录。结论设计出智能药品包装,其在结构上可实现定量取药、防窃、易开启等功能。添加的智能时间标签与智能温度指示标签可实时反映药品质量,植入的芯片可进行语音播报提醒病患用药。通过微信小程序可实现药品速查、病患服药情况记录等功能,并设置家属及医生窗口,家人和医生进入微信小程序可以了解病属服药种类以及用药情况,可以让医生在复诊时更加科学的地对病患进行下一步就诊安排。     

脉冲激光沉积(PLD)法生长纳米ZnO薄膜的探索

在Si衬底上用脉冲激光沉积法生长C轴取向高度一致的ZnO纳米薄膜.实验制备ZnO纳米结构,其颗粒尺寸的控制是关键.通过改变衬底温度(400～700℃)和沉积时间,获得不同的ZnO纳米结构.SEM观察,在600℃时颗粒均匀且间隔明显,且该薄膜结构为不连续膜,这与其他衬底温度下所形成的薄膜结构有很大差异.XRD显示,600～700℃结晶良好.     

食品包装机热封温度控制方法

目的 为了实现对食品包装机热封温度的精准控制、提升食品包装质量,该研究基于PLC技术设计一种食品包装机热封温度控制方法.方法 选取DS18B20温度传感器采集食品包装机热封温度信息,将所采集的信息转换至串行数字信号后发送至PLC控制器,PLC控制器计算温度信息与已设定温度信息之间的差值,再利用PLC控制器的闭环控制模块,通过RBF-PID热封温度控制算法实现温度自动控制,并将控制结果发送至人机交互界面,实现对食品包装机热封温度的精准控制.结果 该方法可将食品包装机热封温度误差控制在0.5℃以内,添加扰动时仍可快速恢复温度精准控制.结论 基于PLC技术的控制方法实现了对食品包装机热封温度的精准控制,有效提升了食品包装的热封质量.     

热处理对纳米羟基磷灰石的相结构和粒度的影响

采用化学沉淀法合成纳米羟基磷灰石粉体,研究了热处理对纳米颗粒的相结构和粒度的影响,用FT-IR、XRD、TEM等对纳米羟基磷灰石粉体进行了表征.结果表明,沉淀法合成的纳米HA粉体含有少量CO32-离子,900℃煅烧后CO32-离子完全脱除.随热处理温度的提高,颗粒的形状由长条或针状变为球形,700℃热处理后可以得到晶化良好、平均直径50～55nm的球形纳米HA颗粒.     

高纯ZnAl_2O_4纳米颗粒的制备及其微结构分析

将机械力化学与超声波化学相结合制备出高纯度、结晶性良好的尖晶石型ZnAl_2O_4纳米颗粒。分析了样品的表面形貌、晶体结构及微观结构。研究结果表明:当焙烧温度为600~900℃时,ZnO与γ-Al_2O_3固相反应制备出高纯度、结晶性良好的尖晶石型ZnAl_2O_4纳米颗粒。随着焙烧温度的升高,材料的致密度增大,结晶度提高,平均孔径依次增大,比表面积明显下降,孔隙率降低。     

智能颜色变化标签的综合性创新实验教学设计

设计了一种可以直观反映食品新鲜活度的智能颜色变化标签。该颜色变化标签采用溴甲酚绿作为显色剂,纳米二氧化硅作为吸附剂,醇溶性聚酰胺为连接料,添加其他助剂,制备了一种变色油墨。在可生物降解基材PBAT/PLA/TPS或PBAT/CaCO₃薄膜或纸张上印制一定图案文字,形成一种可视化颜色变化标签。该颜色变化标签对一定浓度范围内的生物胺具有很好的灵敏性,色差变化大,肉眼很容易观察到颜色变化,从而快速识别食品的新鲜活度。教学实践表明,创新性综合实验的开展有利于提高学生综合运用材料、化学专业知识的能力,在锻炼学生动手能力的同时,培养其分析问题、解决问题的能力,同时又能提升学生间的沟通能力和团队协作能力。     

原子层淀积Al_2O_3薄膜表面自组装Au纳米颗粒及其热稳定性

在原子层淀积的A12O3薄膜表面自组装生长Au纳米颗粒,研究了Au纳米颗粒的自组装过程和热稳定性,结果表明,原子层淀积的A12O3薄膜表面很容易吸附氨丙基三甲基硅烷(APTMS),有利于Au纳米颗粒的自组装,生长出的Au纳米颗粒尺寸为5-8 nm,密度约为4x1011cm-2,在300℃氮气中退火使Au纳米颗粒的尺寸增大,但是没有改变APTMS的吸附状态和Au的化学组成.当退火温度提高到450℃时,Au纳米颗粒发生明显的团聚,且分布变得极不均匀.     

Cu2ZnSnS4纳米颗粒及其薄膜的制备与表征

采用热注入法,在油胺(OLA)中合成出Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米颗粒,并在玻璃衬底上制备了薄膜,研究了不同合成温度对纳米颗粒生成的影响.通过X射线衍射仪、拉曼光谱仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计对所得纳米晶材料的结构与成分、颗粒大小与形貌、光吸收谱进行了测试分析.研究结果表明:采用热注入法的最佳合成温度在260℃左右,该温度下生成的多晶CZTS纳米颗粒尺寸约10 nm,分散性良好,光学禁带宽度约1.5 eV.     

气敏类智能包装标签技术的研究进展

目的研究气体监测类智能包装标签技术的原理、特点及研究进展。方法综述气敏类智能包装中泄漏指示标签、新鲜度指示标签、射频识别标签的研究现状及应用。重点阐述面向CO_2气体监测和识别的智能包装的分类及其制作方法,并对CO_2传感器在气敏类智能包装中的应用进行阐述。结论近年来智能包装标签技术方面取得了大量研究成果,推动了食品保鲜包装行业的快速发展。气敏类智能包装能够有效检测和监测被包装食品的质量及安全性,对推进包装技术的信息化与智能化起到了重要作用。CO_2传感器在食品新鲜度智能监测方面具有广泛应用,也是未来食品保鲜包装技术领域的发展方向。     

温度和颗粒浓度对纳米流体粘度的影响

采用"两步法"制备了含有不同质量分数的TiO2-水纳米流体,并观察了其稳定性。测量了不同质量分数的纳米流体在15～40℃时的粘度,结果表明,纳米流体的粘度随颗粒浓度的增加而增大,随温度的升高而以指数形式降低,并且各种纳米流体的粘度随温度的变化趋势相似。结合实验数据,对已有粘度计算公式进行修正,提出了涉及温度和颗粒浓度的纳米流体粘度计算公式。     

热力学计算指导下改进CVD法制备大面积薄层MoS2

为了探索改进化学气相沉积法(CVD)制备薄层MoS_2的最佳制备温度,计算了不同温度下该反应体系吉布斯自由能的变化。在热力学计算的指导下,采用多温区管式炉制备MoS_2纳米片,对反应温度和沉积温度进行了精准的掌控,并研究了几个重要参考温度对MoS_2的影响。结果表明,改进型CVD法制备的薄层MoS_2纳米片结晶质量高、厚度均匀;温度对MoS_2的形貌、尺寸和结晶质量的影响显著,MoS_2的尺寸随温度的升高而增大,当温度达到850℃时,MoS_2纳米片转化为多边形;同时,确定了制备MoS_2的最佳温度为800℃。拉曼光谱、荧光光谱、扫描电镜和原子力显微镜测试结果均表明,在800℃下,可以制备出结晶质量高、厚度均匀、尺寸高达几百微米的大面积薄层MoS_2。     

Ce:YIG纳米粉体结构与磁性的研究

用共沉淀法制备纳米级的Ce:YIG石榴石粉体颗粒.颗粒尺寸的计算结果表明平均粒径为70nm,这与通过TEM观察到的几乎一致.与氧化物工艺相比,所制备的粉体化学活性高,烧结温度显著降低,由1300℃降低到约900℃.最后对粉体的磁性能与烧结温度的关系进行了讨论.     

用于高温蓄热介质的二氧化硅纳米颗粒/三元碳酸盐复合熔盐纳米流体的制备方法对比

熔盐作为一种高效的蓄热介质,其蓄热能力由比热容大小决定,添加纳米颗粒可以有效提高其比热容。本研究以三元碳酸盐(碳酸钾、碳酸锂、碳酸钠)为基盐,于超声振荡条件下将二氧化硅纳米颗粒分散在盐溶液中,通过三种不同结晶方法蒸发水分制得了二氧化硅纳米颗粒/三元碳酸盐复合熔盐纳米流体。对比三元碳酸盐与直接结晶法、搅拌结晶法和逐滴结晶法制备的熔盐复合纳米流体的热物性,获得了最佳结晶方法并探究了比热容提高机制。使用差示扫描量热仪、热分析仪和扫描电子显微镜分别测量和表征了样品的比热容、分解温度及表面微观结构。结果表明,逐滴结晶法是最佳的结晶方法,在450~470 ℃范围内,该法制备的复合熔盐纳米流体的比热容与基盐相比提高了40.59%~44.88%,分解温度高达806.90 ℃,是良好的高温蓄热介质。熔盐在纳米颗粒诱导下形成棒状纳米结构,比表面积和比表面能明显增大,从而使熔盐纳米流体的比热容显著提高。     

食品与药品包装中的纳米技术

探讨了纳米技术在食品与药品包装中的研究和应用现状及发展,包括纳米抗菌、保鲜、高阻隔性三类食品包装的研究及应用,纳米高阻隔性、抗菌性两类药品包装材料的研究和应用,纳米包装材料的安全性与产业化.包装行业进入纳米时代,纳米技术大大推动了食品和药品包装的发展;同时,安全性研究不可忽视,产业化是发展方向.