Development of new low-temperature thermochromic sensors for food cold chain monitoring
Aquesta tesi doctoral s'ha centrat en el disseny i desenvolupament de materials termocròmics intel·ligents per al monitoratge de la cadena de fred en envasos alimentaris. L'objectiu ha estat crear sistemes termocròmics capaços de romandre en un estat latent fins a ser activats de manera de...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:322836 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/322836 |
| Access Level: | acceso embargado |
| Palabra clave: | Sensors temperatura Temperature sensors Sensores temperatura Termocromisme Thermochromism Termocromismo Ciències Experimentals |
| Sumario: | Aquesta tesi doctoral s'ha centrat en el disseny i desenvolupament de materials termocròmics intel·ligents per al monitoratge de la cadena de fred en envasos alimentaris. L'objectiu ha estat crear sistemes termocròmics capaços de romandre en un estat latent fins a ser activats de manera deliberada mitjançant irradiació lumínica i, posteriorment, mostrar un canvi de color clar i irreversible en resposta a temperatures superiors a les adequades per a l'emmagatzematge d'aliments refrigerats. Per assolir aquest propòsit, s'han explorat dues estratègies complementàries: (1) la formulació de pigments termocròmics fotoactivables i irreversibles basats en colorants de tipus leuco, nanopartícules de sílice funcionalitzades i matrius de canvi de fase, i (2) la síntesi de sistemes termocròmics basats en polidiacetilens generats mitjançant polimerització fotoinduïda per UV de monòmers de diacetilè personalitzats. La primera estratègia es va basar en la integració de lactona de violeta de cristall (CVL) com a colorant de tipus leuco amb nanopartícules de sílice funcionalitzades amb grups àcid carboxílic protegits amb o-nitrobencil, incrustades dins de materials de canvi de fase orgànics. Abans de la irradiació UV, el grup protector bloquejava eficaçment la funcionalitat àcida, evitant així l'activació prematura del colorant. Després de la fotòlisi induïda per UV, es generava l'àcid actiu, permetent l'activació tèrmica quan la matriu de canvi de fase es fonia. Aquest procés desencadenava un canvi de color irreversible degut a la interacció entre la CVL i el desenvolupador àcid ja actiu. Aquest disseny assegurava un mecanisme de doble activació: només després de la fotoactivació UV i de l'exposició tèrmica es produïa el canvi de color, proporcionant un mètode robust per a la detecció irreversible d'interrupcions en la cadena de fred. La segona part de la tesi va explorar els polidiacetilens (PDA) termocròmics com a sistema alternatiu. Aquests materials permetien una activació ràpida mitjançant fotopolimerització UV dels monòmers de diacetilè en cadenes conjugades de PDA, seguida d'un canvi de color irreversible de blau a vermell quan s'escalfaven, provocat per reorganitzacions conformacionals a l'esquelet del polímer. Es van sintetitzar disset monòmers de diacetilè amb cadenes laterals diverses (alquíliques, feníliques i d'oligo(etilenglicol)) per ajustar finament el punt de fusió i, per tant, la temperatura de transició termocròmica dins del rang crític de 5 a 20 °C per a aliments refrigerats. |
|---|