日常生活中，许多物品对温度敏感，一旦暴露在高温环境下则容易失去活性或腐败变质，因此需要在低温环境下储存，这类物品被称为热敏产品。常见的热敏产品按照用途可以分为医用类和食品类两种，医用类热敏产品包括疫苗、生物制品及生物活性样品等；食品类热敏产品则包含鲜奶、奶制品、海鲜等新鲜食品。

随着冷链技术的进步及监管措施的完善，医用类热敏产品的冷链管理获得了极大的完善，在运输过程中已基本实现温度数据的实时监控，但在冷链末端仍存在规范管理的问题。与医用类热敏产品相比，食品类热敏产品的冷链管理则属于企业自发行为，冷链管理相对薄弱，如超市为方便消费者取用，鲜奶及奶制品大都摆放在开放式冷柜中，可想而知，尤其是在炎热的夏天，其存储温度无法得到保障。

作为终端消费者，我们无法控制前端冷链是否规范，但从自身利益出发，我们需要知道上述热敏产品是否符合使用或食用的安全标准。而TTI（Time-Temperature Indicator）热敏标签是当前唯一可以帮助消费者直观判断热敏产品品质的智能标签。

纵观国内外推出的各种形式的TTI热敏标签，概括起来有以下4种。

聚合型TTI热敏标签技术以美国Temptime公司的VVM（Vaccine Vial Monitor）标签为主要代表产品（见图1）。常见的VVM标签直径约10mm，设计为外圆内方，外围圆形为参考区域，颜色固定不变，中间方形为活性变色区域，由活性变色油墨印刷而成，活性变色油墨中包含无色取代丁二炔单体，其受到外界温度激发时，单体之间会发生聚合反应，生成深色聚合物，且聚合反应的速度与温度呈正相关，即：温度越低，反应速度越慢；温度越高，反应速度越快。随着聚合反应的进行，VVM标签的方形变色区域颜色逐渐变深。当其颜色与参考区域颜色一致时，表明热敏产品的允许受热量已经达到临界值，产品的质量不再得到保证。

聚合型TTI热敏标签受激活机制的影响，从油墨调配开始，就处于激活状态，所以为保证活性，聚合型TTI热敏标签的生产、运输、存储等环节都需在冷链环境下进行。据第三方资料显示，在数量庞大的情况下，其采购价格超过1元/枚，目前主要运用于疫苗领域。

扩散型TTI热敏标签技术以英国Timestrip公司的Timestrip®标签为主要代表产品（见图2）。Timestrip®标签基于微孔材料制作而成，其左侧凸起形成液泡，内置有色酯类物质，右侧设有条形指示窗口。使用前，有色酯类物质被限制在液泡内，与微孔材料相对隔离，标签处于休眠状态；使用时，用手指按压液泡，使液泡在指定区域内破裂，有色酯类物质通过特定通道与微孔材料接触，从而激活标签。

由于有色酯类物质具有固定的熔点，当环境温度高于有色酯类物质的熔点时，有色酯类物质熔化并在微孔材料上扩散；当环境温度低于有色酯类物质的凝固点时，有色酯类物质凝固，扩散中止。因此，有色酯类物质在微孔材料上的扩散长度反映了产品经历的时间以及温度的累积情况。

扩散型TTI热敏标签结构复杂，制造难度大，激活效率低下。据厂家提供的资料显示，在数量庞大的情况下，其采购价格高于2元/枚，目前主要运用于血袋及生鲜等高附加值领域。

染料挥发型TTI热敏标签技术以苏州华实热敏科技有限公司的库码®标签为主要代表产品（见图3）。库码®标签由组件A和组件B两部分构成，其中组件B含有挥发性染料。使用时，通过特定设备将组件A与组件B组合，激活标签。标签被激活后，组件B中的染料受热后挥发，并被组件A吸附，随着组件A吸附染料数量的增加，其颜色逐渐变深，由于挥发性染料的挥发速度与环境温度呈正相关，因此，其颜色深浅可表明热敏产品的累计受热量。

染料挥发型TTI热敏标签结构及生产工艺较为复杂，需使用特定设备进行组合激活，影响客户接受意愿。从该公司展会获得的信息可知，在数量庞大的情况下，其采购价格可控制在0.5元/枚，目前主要运用于疫苗领域，并尝试在生鲜领域进行推广。

核壳结构型TTI热敏标签技术以北京镧彩科技有限公司的纳米智能标签为主要代表产品（见图4），纳米智能标签呈立体凝胶状，其变色材料组分包括纳米金棒、银离子及还原剂。银离子在还原剂的作用下，被还原生成银单质，并沉积在纳米金棒表面，形成“核壳结构”，随着“银壳”厚度的不断增加，纳米颗粒的尺寸、形状和化学组成随之改变，从而使标签颜色发生改变。

核壳结构型TTI热敏标签技术采用纳米金和银离子两种贵金属作为变色材料，成本相对较高，且标签生产后即处于激活状态，不利于运输及存储。

上述类型的TTI热敏标签因受技术及生产工艺等原因影响，无法实现低成本量产。过高的销售价格使其在鲜奶、奶制品及生鲜等领域的推广存在不可逾越的障碍。然而，鲜奶及奶制品领域却是TTI热敏标签的最大潜在需求领域，因此市场亟需一种低成本的TTI热敏标签。如深圳九星印刷包装集团有限公司开发的具有自主知识产权的包合呈色热敏油墨及TTI热敏标签。

如图5～6所示，包合呈色热敏油墨呈色原理为：油墨干燥前，油墨组分做随机布朗运动，此时油墨呈透明色；油墨干燥过程中，油墨组分之间发生自由组装，高分子链在客体分子四周呈定向排列，形成绿色包合物，为干燥后的油墨提供初始颜色，但该包合物分子间仅通过范德华力结合在一起，稳定性较差，处于包合物中央的客体分子吸收一定热量后，分子动能增大，当其吸收的能量达到逃逸所需的活化能时，客体分子可以从包合物中逃逸，且其逃逸速度与环境温度有关，即：温度越低，客体分子逃逸速度越慢；温度越高，客体分子逃逸速度越快。随着客体分子的逃逸，起呈色作用的包合物也随之减少，在这个过程中，油墨颜色逐渐由绿色变为蓝色并最终变为透明色。

当选用同为PET的面纸和离型纸不干胶材料作为TTI热敏标签的承印材料时，，由于PET具有良好的密封性，热敏标签在卷装状态时，离型纸PET贴合在热敏油墨表面，可以为热敏油墨提供密封保护作用，此时客体分子无法逃逸，标签处于休眠状态。当用户将标签从卷装状态剥离，并贴附到热敏产品表面时，TTI热敏标签被激活，开始变色进程。如图6所示，当TTI热敏标签的热敏程度与热敏产品的热敏程度一致时，热敏标签变色区的变色程度即可直观显示热敏产品的品质状况，见表1。

该TTI热敏标签使用的包合呈色热敏油墨由普通材料调配而成，成本低廉，标签印刷后可在常温下保存，剥离卷装状态后即被激活，无需额外的存储和激活成本。因此，包合呈色热敏油墨可以将TTI热敏标签的成本革命性的降至数分钱，为其在奶制品及生鲜等领域的推广应用扫清障碍。

可以预见，未来低成本的TTI热敏标签将在医用类及食品类热敏产品两个领域获得广泛应用，为消费者的生活品质提供有力保障，并有望引领标签领域的下一个风口。