本發(fā)明涉及一種基于氧化石墨烯的監(jiān)測材料及其制備方法和應用，具體涉及對溫度和/或光照敏感的監(jiān)測材料，屬于易變質食品、藥物或疫苗的監(jiān)測技術領域，該材料為用于冷鏈物流倉儲的基于氧化石墨烯的光照和溫度監(jiān)測材料。

背景技術：

目前，大量的疫苗、藥品和食品都需要在低溫和避光的冷鏈條件下進行倉儲、運輸和使用。若其中某個環(huán)節(jié)由于設備故障等原因，使物品脫離了冷鏈環(huán)境，相應的物品性狀將發(fā)生改變。但現(xiàn)有技術中，當相應的物品性狀發(fā)生變化后，因沒有相應的明顯提示或標識，使用者不容易發(fā)現(xiàn)，從而危急疫苗、藥品或食品使用者的人身安全。比如，山東疫苗事件中，即使是經驗豐富的醫(yī)生，在進行疫苗接種時，由于疫苗沒有相應的標識，也沒有意識去判斷疫苗是否發(fā)生了變質或失效。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術解決問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提出一種基于氧化石墨烯的監(jiān)測材料及其制備方法和應用。

本發(fā)明的技術解決方案是：

一種基于氧化石墨烯的監(jiān)測材料，該監(jiān)測材料的形態(tài)為粉末、薄膜或塊體，包括氧化石墨烯、光催化材料和還原劑；

所述的氧化石墨烯、光催化材料、還原劑的質量比為0.5-10:0.1-2:0.1-2；

所述的光催化材料為二氧化鈦或氧化鋅中的一種或兩者的混合物；

所述的還原劑為葡萄糖、麥芽糖、果糖或維生素C中的一種或兩種以上的混合物。

一種基于氧化石墨烯的監(jiān)測材料的制備方法，步驟為：

(1)將氧化石墨烯、光催化材料加入水中，在避光、低溫(1～6℃)條件下超聲分散5～60分鐘，得到成分均一的混合液Ⅰ；

(2)在步驟(1)得到的混合液Ⅰ中加入還原劑，超聲分散1～5分鐘，得到成分均一的混合液Ⅱ；

(3)將步驟(2)得到的混合液Ⅱ進行低溫干燥處理，得到基于氧化石墨烯的監(jiān)測材料，得到的監(jiān)測材料為黃色。

所述的步驟(2)中氧化石墨烯的濃度為0.5g/L～10g/L，光催化材料的濃度為0.1g/L～2g/L，還原劑的濃度為0.1g/L～2g/L；

所述的步驟(3)中低溫干燥處理的溫度為1～6℃；

所述的步驟(3)中干燥處理的方式為霧化干燥、抽濾或直接干燥，得到的監(jiān)測材料為粉末狀、薄膜或塊狀。

一種基于氧化石墨烯的監(jiān)測材料的應用，步驟為：所述的基于氧化石墨烯的監(jiān)測材料應用于對需要避光或低溫儲存物品的監(jiān)測；所述的避光是指避免日光照射，所述的低溫是指溫度不高于8℃；所述的需要避光或低溫儲存物品是指食品、藥品或疫苗；

所述的監(jiān)測材料的應用，是指將監(jiān)測材料用包裝材料進行封裝后固定在所述的待監(jiān)測物品或其外包裝表面上；

所述的包裝材料為透明塑料或玻璃；

所述的固定為粘貼或與待監(jiān)測的物品或包裝一體化塑封。

有益效果

(1)本發(fā)明的監(jiān)測材料在受到光照時，氧化石墨烯在光催化材料和還原劑的作用下，發(fā)生向石墨烯的轉變，顏色也相應地從黃色轉變?yōu)榘迭S色以致黑色；

(2)本發(fā)明的監(jiān)測材料在避光、較高溫度(>8℃)條件下，該材料中的氧化石墨烯也與還原劑反應而發(fā)生向石墨烯的轉變，相應地，材料的顏色也從黃色轉變?yōu)榘迭S色以致黑色；

(3)本發(fā)明的監(jiān)測材料能夠同時達到光照和溫度的監(jiān)測效果；

(4)本發(fā)明的監(jiān)測材料在受到光照或處于較高溫度條件時，顏色的變化過程具有不可逆性；

(5)本發(fā)明的監(jiān)測材料在受到光照或處于較高溫度條件時，隨光照時間或處于較高溫度下的時間的增加，監(jiān)測材料顏色的變深具有累加性；

(6)本發(fā)明的監(jiān)測材料的原料均為無毒、無害，不揮發(fā)，易封裝，且不易與待監(jiān)測的物品或包裝發(fā)生化學反應，對待監(jiān)測的物品沒有副作用；

(7)本發(fā)明的監(jiān)測材料在需要避光、低溫的冷鏈物流倉儲領域具有重要的應用前景，可同時用于溫度和光照監(jiān)控的材料，從而滿足冷鏈倉儲、運輸和使用過程中同時對溫度和光照雙重監(jiān)控的需求。

(8)本發(fā)明的監(jiān)測材料是將氧化石墨烯、光催化材料(二氧化鈦和氧化鋅粉末中的一種或兩種的混合物)、還原劑(葡萄糖、麥芽糖、果糖和維生素C中的一種或幾種的混合物)分散在水中得到混合液，將混合液充分干燥，從而獲得上述三類材料的混合物。制備態(tài)下該材料呈黃色，在光照或較高溫度(>8℃)條件下，材料的顏色逐漸轉變?yōu)榘迭S色以致黑色，顏色變化具有不可逆的特點，從而實現(xiàn)了一種材料同時監(jiān)測光照和溫度的效果，該材料在需要避光、低溫的冷鏈物流、倉儲領域具有重要的應用前景。

(9)由于現(xiàn)有技術中很多疫苗、藥品和食品的外包裝上均強調需避光、低溫儲存，但包裝等上并沒有用于光照和溫度監(jiān)測的指示標簽；本發(fā)明的具有光照和溫度監(jiān)測性能的材料，將其封裝在疫苗、藥品或食品等的包裝上，一旦物品脫離了冷鏈環(huán)境，監(jiān)測材料將發(fā)生不可逆的顏色變化，可直觀地提示倉儲運輸人員或使用者關注物品性狀的改變，從而將大幅降低脫離冷鏈物品的使用風險。

附圖說明

圖1是實施例1中制備態(tài)的監(jiān)測材料，顏色呈黃色；

圖2是實施例1中監(jiān)測材料在日光下照射8小時后的照片，顏色呈黑色。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步描述。

實施例1

(1)將10g氧化石墨烯、0.5g二氧化鈦加入1L水中，在避光、6℃條件下超聲分散30分鐘，得到成分均一的混合液I；進一步，在上述混合液中加入0.1g葡萄糖，超聲分散5分鐘，得到成分均一的混合液Ⅱ；

(2)將上述混合液Ⅱ通過抽濾法在6℃條件下得到薄膜狀監(jiān)測材料。在制備態(tài)下，材料的顏色為黃色，如圖1所示；

(3)將得到的黃色薄膜狀監(jiān)測材料用塑料包裝固定在待監(jiān)測的疫苗的外包裝表面上；

(4)將步驟(3)得到的帶有黃色薄膜狀監(jiān)測材料的疫苗在日光下照射8小時，監(jiān)測材料的顏色轉變?yōu)楹谏鐖D2所示，表明該監(jiān)測材料具有很好的光照指示效果，同時也提示疫苗已經受到了光照或溫度的升高，需要進一步檢查疫苗是否失效或變質。

實施例2

(1)將0.5g氧化石墨烯、0.05g二氧化鈦和0.05g氧化鋅加入1L水中，在避光、1℃條件下超聲分散5分鐘，得到成分均一的混合液I；進一步，在上述混合液中加入0.1g果糖，超聲分散1分鐘，得到成分均一的混合液Ⅱ；

(2)將上述混合液Ⅱ通過霧化干燥法得到粉末狀監(jiān)測材料。在制備態(tài)下，材料的顏色為黃色；

(3)將得到的黃色粉末狀監(jiān)測材料用玻璃包裝固定在待監(jiān)測的藥品的外包裝表面上；

(4)將步驟(3)得到的帶有黃色粉末狀監(jiān)測材料的藥品在避光、30℃保存24小時，顏色轉變?yōu)樯铧S色，表明該監(jiān)測材料具有很好的光照指示效果，同時也提示藥品已經受到了光照或溫度的升高，需要進一步檢查藥品是否失效或變質。

實施例3

(1)將10g氧化石墨烯、1g二氧化鈦和1g氧化鋅加入1L水中，在避光、4℃條件下超聲分散60分鐘，，得到成分均一的混合液I；進一步，在上述混合液中加入0.025g葡萄糖、0.025g麥芽糖、0.025g果糖、0.025g維生素C，超聲分散5分鐘，得到成分均一的混合液；

(2)將上述混合液Ⅱ通過低溫干燥法得到塊狀材料作為溫度監(jiān)測材料。在制備態(tài)下，材料的顏色是黃色；

(3)將得到的黃色塊狀監(jiān)測材料用塑料包裝固定在待監(jiān)測的食品的外包裝表面上；

(4)將步驟(3)得到的帶有黃色塊狀監(jiān)測材料的食品在日光、25℃保存2小時，顏色轉變?yōu)樯铧S色，表明該監(jiān)測材料具有很好的光照指示效果，同時也提示食品已經受到了光照或溫度的升高，需要進一步檢查食品是否失效或變質。

實施例4

(1)將10g氧化石墨烯、2g氧化鋅加入1L水中，在避光、6℃條件下超聲分散10分鐘，得到成分均一的混合液I；進一步，在上述混合液中加入2g麥芽糖，超聲分散1分鐘，得到成分均一的混合液Ⅱ；

(2)將上述混合液Ⅱ通過抽濾法在3℃條件下得到薄膜狀監(jiān)測材料。在制備態(tài)下，材料的顏色為黃色；

(3)將得到的黃色薄膜狀監(jiān)測材料用塑料包裝固定在待監(jiān)測的疫苗的外包裝表面上；

(4)將步驟(3)得到的帶有黃色薄膜狀監(jiān)測材料的疫苗在日光下照射4小時，監(jiān)測材料的顏色轉變?yōu)樯铧S色，表明該監(jiān)測材料具有很好的光照指示效果，同時也提示疫苗已經受到了光照或溫度的升高，需要進一步檢查疫苗是否失效或變質。

實施例5

(1)將5g氧化石墨烯、0.5g二氧化鈦和0.5g氧化鋅加入1L水中，在避光、2℃條件下超聲分散40分鐘，得到成分均一的混合液I；進一步，在上述混合液中加入1g維生素C，超聲分散2分鐘，得到成分均一的混合液；

(2)將上述混合液Ⅱ通過低溫干燥法得到塊狀材料作為溫度監(jiān)測材料。在制備態(tài)下，材料的顏色是黃色；

(3)將得到的黃色塊狀監(jiān)測材料用塑料包裝固定在待監(jiān)測的食品的外包裝表面上；

(4)將步驟(3)得到的帶有黃色塊狀監(jiān)測材料的食品在日光、30℃保存10小時，顏色轉變?yōu)楹谏?，表明該監(jiān)測材料具有很好的光照指示效果，同時也提示食品已經受到了光照或溫度的升高，需要進一步檢查食品是否失效或變質。

實施例6

(1)將2g氧化石墨烯、0.2g氧化鋅加入1L水中，在避光、1℃條件下超聲分散5分鐘，得到成分均一的混合液I；進一步，在上述混合液中加入0.1g果糖和0.2g葡萄糖，超聲分散2分鐘，得到成分均一的混合液Ⅱ；

(2)將上述混合液Ⅱ通過霧化干燥法得到粉末狀監(jiān)測材料。在制備態(tài)下，材料的顏色為黃色；

(3)將得到的黃色粉末狀監(jiān)測材料用玻璃包裝固定在待監(jiān)測的藥品的外包裝表面上；

(4)將步驟(3)得到的帶有黃色粉末狀監(jiān)測材料的藥品在避光、40℃保存48小時，顏色轉變?yōu)楹谏?，表明該監(jiān)測材料具有很好的光照指示效果，同時也提示藥品已經受到了光照或溫度的升高，需要進一步檢查藥品是否失效或變質。

實施例7

(1)將8g氧化石墨烯、0.2g二氧化鈦和0.1g氧化鋅加入1L水中，在避光、3℃條件下超聲分散10分鐘，得到成分均一的混合液I；進一步，在上述混合液中加入0.5g葡萄糖、0.1g麥芽糖和0.5g維生素C，超聲分散1分鐘，得到成分均一的混合液Ⅱ；

(2)將上述混合液Ⅱ通過霧化干燥法得到粉末狀監(jiān)測材料。在制備態(tài)下，材料的顏色為黃色；

(3)將得到的黃色粉末狀監(jiān)測材料用塑料包裝固定在待監(jiān)測的疫苗的外包裝表面上；

(4)將步驟(3)得到的帶有黃色粉末狀監(jiān)測材料的疫苗在日光、35℃保存10小時，顏色轉變?yōu)楹谏砻髟摫O(jiān)測材料具有很好的光照指示效果，同時也提示疫苗已經受到了光照或溫度的升高，需要進一步檢查疫苗是否失效或變質。