[发明专利]一种图案化的基于自旋交叉材料的双向不可逆温度标签

说明书

本发明公开一种图案化的、基于自旋交叉材料所制备的、具有对过热及过冷两种情况的双向指示能力的不可逆温度标签，以及这种温度标签的制造方法和应用。本发明可被用于食品、药品、疫苗、菌株和生物制品等需要全程进行严格的双向温度管理的物品的包装上，提供全程的温度区间监控。

技术领域

本发明属于温度记录和指示技术领域，更具体地，涉及一种图案化的、基于自旋交叉材料所制备的、具有对过热及过冷两种情况的双向指示能力的不可逆温度标签，以及这种温度标签的制造方法和应用。

背景技术

在生产生活中，许多对温度敏感的食品、药品、疫苗、菌株和生物制品等需要全程进行严格的温度管理。这种温度管理往往不仅是单纯的低温储存即可，而是具有特定的温度区间，如0～4摄氏度、2～8摄氏度(严禁冻结)等等。一方面，当温度过高时，将加快变质或分解；而另一方面，当温度过低甚至是结冻时，又可能造成变性或析晶。因此，对温度敏感的物品的全程冷链的双向温度管理以及温度监控非常重要。

作为对比，现有技术CN 102706469仅适用于温度过热的单一情况；现有技术CN104067096仅适用于温度过冷的单一情况；现有技术CN 110095200虽采用了自旋交叉材料，但其变化为可逆的，只能表明当前温度，无法表明其是否经历了过热或过冷的情况。现有技术CN 111433577虽实现了双向不可逆的温度检测，但其温度检测材料需要隐色染料、消色剂和显色剂三种材料构成，制造难度和成本较高。因此，开发一种简单、可靠、普适的温度标签，十分具有意义。

自旋交叉材料中的活性金属离子可以具有高自旋和低自旋两种电子排布方式，并可以随温度、压力等发生自旋交叉行为。尤其是回滞型的自旋交叉材料，具有T₁和T₂两个临界温度(T₁＜T₂)。当温度在T₁以下时，材料处于低自旋态，呈现颜色A；当温度在T₂以上时，材料处于高自旋态，呈现颜色B；当温度在T₁和T₂之间时，材料既可以处于低自旋态，也可以处于高自旋态，因此既可以呈现颜色A，也可以呈现颜色B。但是，直接使用自旋交叉材料，只能表明当前温度，无法表明其是否经历了过热或过冷的情况。

图案化处理是一种签名方式，它可以表明图案化的操作对象在被图案化的那一时刻确实处于该图案能够存在的外界条件下。而当这种外界条件发生变化时，该图案将不再能够存在，从而消失。因此，在合适的操作方式下，图案化处理可以作为一种不可逆的对外界条件及其热历史的指示手段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种图案化的基于自旋交叉材料的双向不可逆温度标签。

本发明所要解决的另一技术问题是，提供一种所述温度标签的制造方法和应用。

为解决的上述技术问题，本发明的温度标签，如示意图(图1)所示，包括衬底层(1)、设置在衬底层上的自旋交叉层(2)、和覆盖在自旋交叉层上的保护层(3)，并且所述温度标签须经过图案化处理，形成由颜色A(4)和颜色B(5)共同组成的图案。

所述自旋交叉层具有自旋交叉材料，如示意图(图2)所示，该自旋交叉材料须是回滞型的，因而具有T₁和T₂两个临界温度(T₁＜T₂)，当温度在T₁以下时只能呈现颜色A，在温度在T₂以上时只能呈现颜色B，当温度在T₁和T₂之间时既可以呈现颜色A也可以呈现颜色B。

优选的，所述自旋交叉材料为铁的配位化合物。

更优选的，所述自旋交叉材料为[Fe(pyrazine){Pt(CN)₄}]。

所述衬底层和保护层既可以用于粘接和固定自旋交叉材料，又可提供所述标签对水、氧气、机械摩擦等外界作用的耐受性。