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“变色新纤维”的技术研究 “变色新纤维”的技术研究

  新一代的纱线将赋予 "换衣服" 这个词以全新的意义,用先进的新纤维材料织成的衣服,只要轻轻地点一下按钮,就可以变幻不同的色彩。

  在未来某一天,用这些纤维线织成的衣服的色彩会根据人的心情或者环境的变化而变化,它的原理与光感眼镜镜片会在日光下变暗相似。美国康涅狄格大学聚合体和有机化学教授格里高利-索特辛表示,这种线是用一种叫做电致变色聚合物的材料制成的,它是一种会随电流改变色彩的聚合物。索特辛说:"我们正在研究的是可以穿在身上的“显示器”,一种柔性纤维显示器。"   

  这种线能够达到这种效果是因为这种聚合物能够吸收一系列可见波长的光线。当电压达到一定程度,聚合物的电子会升到一个更高的能量级别,在这种状态下,纤维会吸收不同波长的光,色彩变化也会不同。索特辛说:"通过调整化学物质,你就可以达到调整自己衣服颜色的目的。"  

  索特辛还表示,柔性纤维电致变色聚合物以前就有人制造过,只不过这种聚合物非常硬,无法用常规方法织成纤维。他说:"要织成纤维,聚合体必须具有高粘性。你必须让聚合体彼此缠绕,太硬的聚合物很难做到这一点。" 他解释说,使用这种硬性材料纺线的难度如同将未煮过的意大利面条拧在一起。

  研究人员想要把电致变色聚合物压制成很薄的圆柱体,但是,他们使用这种技术制成的纤维仍然很硬, 且很短,只有大约0.004英寸(0.01厘米)。因此,索特辛和他的同事们想出了一种新方法,在纺织之前,通过增加电致变色的性能让它成为普通的柔性聚合物,像尼龙一样的普通聚合物可以织成0.62英里(1公里)长的细线。科学家们在刚织出来的在线加上碳、硫原子的原子团,这些原子团像是摇摆在绳上的小球。使用氧化剂来装饰线,会引起化学反应,而通过这种方式,让线具有电致变色的特性。索特辛说:"当小球连在一起的时候,你的电致变色材料就形成了。" 他补充说,通过这种程序可以制成任何尺寸的线,从纳米级到一般织布长短的线。

  目前,索特辛和他的同事们已经研制出了能从橙色变为蓝色,从红色变为蓝色的纤维,索特辛的目标是征服整个可见光谱。他的理论是将这些纤维和少量金属细丝编织在一起,形成类似像素的十字型,连在金属丝上的小电池和控制器可会改变每个纤维像素周围的电场,从而改变颜色,这样就创造了一种衣服随环境颜色发生变化的模式。索特辛说:"我们还没有一种可以变色的T恤衫。" 但他希望,他能够获得资助把这种线织成一种透气性好而且会变色的织物。

  亚利桑那州立大学生物工程学副教授曼纽尔-马奎兹与索特辛共同研究这项技术。马奎兹看好这种纤维的可变显示的潜在应用,例如计算机显示器,这种显示器在受到挤压的时候不会变形。他说:"这是一种潜在的显示器,在需要的时候,你可以把它弄弯,但是,它仍具有一种不变形的优良质量。

  马奎兹表示,除了在电流输入的时候这种聚合物会变色,它还会随着不同的环境变幻出不同的色彩。因此,这种纤维可能被用作食物和安全工业的传感器,例如,当内部传感器查出有腐烂或被污染的食品,它的包装就会变色。或者这种纤维侦察到空气中有有害的化学物,传感器就会变色。

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