2016年11月11日 星期五 09:15:33
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能變色、能發光——具有雙重熱響應功能的智能紡織品了解一下

發表時間:2019/11/21

相對于電、pH值、化學刺激等,熱刺激在日常生活中更容易實現,因此熱響應型材料在智能紡織品、防偽、傳感等眾多領域得到了廣泛關注,熱響應型材料是指隨外部環境溫度變化而改變自身物理特性的材料,其中熱致變色材料是在智能紡織品領域研究最多的一種材料。



然而,熱致變色材料具有一定的使用環境局限性,例如在黑暗環境中不易觀測到材料的顏色變化,導致其在實際應用中受到了很大限制。因此,亟需開發一款同時具有熱致變色和熱致熒光性能的材料來進一步擴大其應用范圍。

近日,江南大學與美國德克薩斯A&M大學合作,研究出一種具有熱致變色和熱致熒光雙重功能的熱響應性材料。該材料是一種復合納米顆粒染料,是通過正硅酸四乙酯縮水聚合,然后在硅膠納米顆粒中包裹雙吲哚并喹吖二酮(IQA)有機染料分子和脂肪醇,從而獲得的紫色粉末狀染料。



該染料可以常規的染色方法在滌綸織物上染,染色后的滌綸織物保留了原納米復合材料的性能,可以隨外界環境溫度的變化,實現顏色以及熒光性能的雙重變化。



復合納米顆粒的性能


實驗結果顯示,納米復合顆粒染料染色后的織物均以實時、高度可逆的方式呈現出清晰的顏色變化和高對比度的熒光狀態變化。加熱后,可見光下,織物顏色由深紫色變為橘紅色;紫外光(365 nm)下,織物由黯淡的無熒光狀態突變為發射強烈的金黃色熒光。


染色織物在不同溫度下的顏色變化


染色織物在不同溫度下的熒光變化


該材料的熱敏變色機理為IQA分子在脂肪醇溶劑中的可調節解離或聚集機制。由于IQA分子的解離與聚集狀態直接取決于溶劑的熔融和凝固。因此,通過改變溶劑組分,可以實現其變色溫度的調控。

該研究為設計具有多功能性的熱響應智能紡織品提供了新思路。相關研究成果以“High-Performance Thermoresponsive Dual-Output Dye System for Smart Textile Application”為題發表于《Advanced Functional Materials》上。

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