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能变色、能发光——具有双重热响应功能的智能纺织品了解一下

发表时间:2019/11/21

相对于电、pH值、化学刺激等,热刺激在日常生活中更容易实现,因此热响应型材料在智能纺织品、防伪、传感等众多领域得到了广泛关注,热响应型材料是指随外部环境温度变化而改变自身物理特性的材料,其中热致变色材料是在智能纺织品领域研究最多的一种材料。



然而,热致变色材料具有一定的使用环境局限性,例如在黑暗环境中不易观测到材料的颜色变化,导致其在实际应用中受到了很大限制。因此,亟需开发一款同时具有热致变色和热致荧光性能的材料来进一步扩大其应用范围。

近日,江南大学与美国德克萨斯A&M大学合作,研究出一种具有热致变色和热致荧光双重功能的热响应性材料。该材料是一种复合纳米颗粒染料,是通过正硅酸四乙酯缩水聚合,然后在硅胶纳米颗粒中包裹双吲哚并喹吖二酮(IQA)有机染料分子和脂肪醇,从而获得的紫色粉末状染料。



该染料可以常规的染色方法在涤纶织物上染,染色后的涤纶织物保留了原纳米复合材料的性能,可以随外界环境温度的变化,实现颜色以及荧光性能的双重变化。



复合纳米颗粒的性能


实验结果显示,纳米复合颗粒染料染色后的织物均以实时、高度可逆的方式呈现出清晰的颜色变化和高对比度的荧光状态变化。加热后,可见光下,织物颜色由深紫色变为橘红色;紫外光(365 nm)下,织物由黯淡的无荧光状态突变为发射强烈的金黄色荧光。


染色织物在不同温度下的颜色变化


染色织物在不同温度下的荧光变化


该材料的热敏变色机理为IQA分子在脂肪醇溶剂中的可调节解离或聚集机制。由于IQA分子的解离与聚集状态直接取决于溶剂的熔融和凝固。因此,通过改变溶剂组分,可以实现其变色温度的调控。

该研究为设计具有多功能性的热响应智能纺织品提供了新思路。相关研究成果以“High-Performance Thermoresponsive Dual-Output Dye System for Smart Textile Application”为题发表于《Advanced Functional Materials》上。

(纺织导报官微)