近日，我院郭志明教授团队在国际Top期刊《Advanced Functional Materials》（Q1，IF2024: 19）上发表论文“Advanced Applications of Responsive Nanomaterials in Intelligent Food Packaging”。博士研究生张浙鹏为第一作者，江苏大学郭志明教授和加拿大麦吉尔大学Xiaonan Lu教授为共同通讯作者。
随着全球化食品供应链的发展，确保食品安全、延长保质期和减少浪费成为重大挑战。智能包装材料已成为新型包装系统的重要组成部分，具备嵌入式可视化和数字化功能。然而，传统指示材料的固有局限性，如对湿度、热量和光的低抵抗力，阻碍了其广泛应用。近期，纳米科学的进步使多功能响应性纳米材料成为智能包装应用的理想候选材料，因其具有优越的敏感性、选择性、可回收性和抗迁移性。研究表明，纳米材料的引入显著提高了监测平台的准确性和灵敏度，同时能够替代传统水溶性或醇溶性颜料，防止指示剂泄漏。
图1智能包装中比色、时间-温度、湿度和生物传感器指示机制的示意图
智能包装的核心功能依赖于响应性材料，这些材料能够根据特定刺激（如温度、pH值、气体成分（如O₂、CO₂和乙烯）或微生物代谢产物）的变化调整其物理化学性质。纳米材料作为智能包装中的关键组成部分，能够开发出生物相容性、可扩展性、可重复使用性、用户友好性和高灵敏度的食品质量监测传感器。响应性纳米材料与智能包装的结合，推动了食品质量动态监测的发展趋势，为食品安全、减少浪费和供应链透明度提供了创新解决方案。
本文综述了响应性纳米材料在智能食品包装中的基本原理，包括比色、时间-温度、湿度和生物传感器指示系统。进一步阐述了响应性纳米材料在智能食品包装中的制备策略、传感机制和实际应用。最后，强调了未来发展方向，包括开发用于多参数分析的新型复合材料、向可持续和低毒性纳米材料的转变，以及结合先进分析和机器学习以增强监测界面。食品腐败过程中释放的多种挥发性化合物可作为食品质量的指示物。响应性材料因其明确的性能指标，成为解决环境和公共卫生问题的有效策略。
图2 a) MOFs的六种合成策略总结以及b-d) MOFs基薄膜的合成方法
郭志明教授课题组专注于食品品质安全的分子光谱及成像快速无损检测技术与装备研发，研究工作得到了国家自然科学基金（32472431，W2412103，31972151，31501216）、国家重点研发计划（2024YFD2101105，2023YFE0107100，2022YFD2100604，2018YFC1604401，2017YFC1600802）和农业农村部“神农青年英才”等资助，以第一/通讯作者在Advanced Functional Materials、Food Hydrocolloids、Biosensors and Bioelectronics、Trends in Food Science & Technology、TrAC Trends in Analytical Chemistry、Computers and Electronics in Agriculture、Postharvest Biology and Technology、Journal of Agricultural and Food Chemistry等期刊发表SCI论文90余篇，第一发明人授权发明专利15件，登记软件著作权10件。研究成果获教育部自然科学二等奖、江苏省科学技术一等奖和中国商业联合会科技进步特等奖等。
原文链接https://doi.org/10.1002/adfm.202519324
