马晓光|这种智能材料 助衣服颜色实现“七十二变”( 二 )


此外 , 变色材料在疾病诊断等方面的应用也引起了人们极大兴趣 。 比如人体各部位温度是疾病诊断的重要依据 , 科学家采用液晶类热致变色材料 , 设计出可对人体温度进行灵敏监测的纺织贴片 , 用于感染和血液循环变化等的早期检测 。
“进入21世纪 , 具有热致变色功能的纺织材料还越来越多地应用于航空航天、军工等领域 。 同时在开发相关变色产业用布、装饰面料、防护服装等方面也取得了很好的经济效益和社会效益 。 ”马晓光十分看好智能变色纺织品的应用前景 。
大范围产业化尚面临掣肘
“随着科学技术的发展 , 成本低、性能优异的机敏变色材料相继被研发出来 , 有些已实现产业化 , 促进了机敏变色材料产业链的形成 , 这对变色智能纺织材料的研发有着极大的推动作用 。 ”马晓光介绍 , 目前我国已逐步完善相关加工技术 , 和英国、美国以及日本一起成为少数几个能够生产变色智能纺织材料的国家 。
“总体来看 , 智能变色纺织品在国内外还处于研发推广之中 。 由于机敏变色材料种类及应用技术的限制 , 大范围产业化还需时日 。 ”马晓光解释 , 可以产生变色效果的材料有很多种 , 但适用于纺织基体材料、并可用于制备智能可逆变色纺织品的机敏变色材料 , 需要变色色谱宽、反应灵敏、具有可逆的快速响应速率;变色体系稳定且不损伤纺织基体;环保、成本低等 , 因此可供选择的余地很小 。
另外 , 目前的变色材料普遍存在颜色变化范围窄的缺陷 , 大多在同一冷暖色调内变化 , 例如从草绿(冷色调)到紫蓝色(冷色调);或仅是在同类色区域内颜色深度发生变化 , 例如从深蓝色到浅蓝色等 。
“变色色谱能够跨越色调、超出同类色的变色材料很少 , 而性能优良最终可实际应用的更是罕见 。 ”马晓光认为 , 颜色变化单一、色谱短缺 , 极大限制了机敏变色材料的应用及智能变色纺织品的发展 。
因此对于新型变色材料的研发 , 获得一个全面扩展的变色色谱是非常重要的课题 , 也是研发广域色谱可逆智能变色纺织品所亟待解决的关键性问题 。
科研工作者对此也在进行积极探索 , 比如马晓光课题组 , 将优化的专用染料与基础变色体系结合 , 设计、构架了一种热致变色材料与专用染料的复合体系 。 通过互补原理 , 这种新型热致变色材料的颜色可以在不同冷、暖色调之间可逆变化 , 表现出更宽的颜色变化范围和丰富的热致变色色谱 。
在上述工作基础上 , 课题组又研发出一种能连续变换几种颜色的热致变色体系 , 实现了对热致变色纺织品变色温度和变色色泽的控制 , 开发出变色色谱广、色差明显、精度高的新型热致变色纺织品 。
未来发展需精准设计变色性能
“随着对各类智能纺织材料不断深入的研究 , 多功能融合的智能变色纺织材料必然是未来的发展方向 。 ”马晓光举例说 , 通过将导电织物的电阻加热性能和热致变色材料的变色性能相结合 , 可解决热致变色织物颜色被动变化的问题 , 还可通过对发热织物温度的精确控制 , 结合热致变色材料的色彩叠加 , 实现热致变色织物多种颜色的变化;而光热变色织物 , 则是利用日光响应型加热层在太阳光照射下的光热转换性能 , 来实现颜色的调节 。
在不同应用领域 , 产品对变色性能的需求不同 。 为了进一步开发智能变色纺织材料 , 需要有针对性地对变色纺织材料的变色性能进行设计 。 例如针对不同的应用场景 , 研发出多样变色效果的服装 , 将其与人们日常生活中的各种服饰相结合 , 这样的产品不仅能够满足大众的需求 , 还具有广阔的市场前景 。


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