Kleurveranderend materiaal geeft aan wanneer medicijnen te warm worden

Sommige voedingsmiddelen en medicijnen, zoals veel COVID-19-vaccins, moeten koud worden bewaard. Als een stap in de richting van een robuuste, stabiele techniek die zou kunnen aangeven wanneer deze producten veilige limieten overschrijden, onderzoekers in ACS Nano rapporteer een klasse van briljant gekleurde microkristallen in materialen die kleurloos worden over een breed bereik van temperaturen en reactietijden. Als proof of concept verpakte het team de van kleur veranderende materialen in een flacondeksel en QR-code.

Inloopvriezers en koelwagens behouden over het algemeen hun ingestelde temperatuur, maar ongelukken kunnen gebeuren. Draadloze sensoren kunnen de temperatuur van individuele producten bewaken, maar deze apparaten produceren veel elektronisch afval.

Onlangs hebben onderzoekers voorgesteld om materialen te gebruiken die fungeren als visuele indicatoren om deze informatie met minder verspilling te verstrekken. Maar sommige huidige opties die kleurrijke reacties of kleurstoffen gebruiken, produceren tinten die kunnen vervagen, of ze volgen alleen temperaturen boven het vriespunt, wat niet nuttig is voor sommige COVID-19-vaccins die daadwerkelijk kunnen beginnen af ​​te breken onder het vriespunt – boven -4° of – 94° Fahrenheit. Dus Yadong Yin, Xuemin Du en collega’s wilden een beter kleurveranderend materiaal ontwikkelen met instelbare smelting om een ​​breed temperatuurbereik te volgen.

De onderzoekers gebruikten structurele kleuren in plaats van kleurstoffen voor hun indicatorsysteem. Het team maakte met glycerol gecoate siliciumdioxide-nanodeeltjes, die heldergroen of rood leken wanneer ze samenklonterden tot microkristallen in water. Vervolgens creëerden ze vloeistoffen met variabele smeltpunten door verschillende verhoudingen van polyethyleenglycol of ethyleenglycol en water te mengen. Wanneer deze twee delen bij elkaar werden gebracht, konden ze een onomkeerbaar kleurverlies veroorzaken wanneer de door temperatuur geactiveerde oplossing smolt en de microkristallen uit elkaar vielen.

De materialen konden worden aangepast om blootstelling aan temperaturen van -94° tot +99° Fahrenheit te volgen die van enkele minuten tot meerdere dagen duurde. In andere experimenten werden de tweedelige indicatorsystemen verpakt in flexibele ronde flaconlabels en een QR-code. Deze systemen waren zeer gevoelig en gaven met succes aan wanneer de materialen te warm werden. De onderzoekers zeggen dat structurele kleurveranderende materialen veelbelovend zijn voor de diverse scenario’s die zich voordoen in medische koude toeleveringsketens.