光敏變色纖維是指在太陽光和紫外光等的照射下顏色會發生可逆變化的纖維。
基本介紹
- 中文名：光敏變色纖維
- 外文名：Photochromic fiber
- 發現時間：1899年
- 發現人：Marckwald
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簡介
光敏變色纖維：指在太陽光和紫外光等的照射下顏色會發生可逆變化的纖維。1899年Marckwald發現某些固體和液體化合物有光敏性能，最早光敏纖維的例子：越戰期間，美國氰胺公司開發的可以改變顏色的作戰服。光敏變色纖維通過在纖維中引入光敏變色體而製得。
光敏變色體：在光作用下可逆發生顏色變化的化合物。光致變色往往與分子結構的變化聯繫在一起，如互變異構、順反異構、開環閉環反應。例：含偶氮苯結構的聚合物受光激發後發生順反異構化，吸光後反式偶氮苯變為順式，最大吸收波長從350nm藍移到310nm,順式結構不穩定，在黑暗環境會恢復到穩定的反式結構，恢復原來的顏色。
製備方法
光敏變色纖維的製備方法：
(1) 染色 使用具有變色性能的染料參與纖維的染色； 例：美國Clemson大學和Georgia理工學院近年來正在探索在光纖中摻人變色染料或改變光纖的表面塗層材料，使纖維的顏色能夠實現自動控制，其中噻吩衍生物聚合受到格外重視。美國軍方研究人員認為，採用光導纖維與變色染料相結合，可以最終實現服裝顏色的自動變化。
(2)共混 將光致變色體分散於紡絲熔體或溶液進行紡絲；或將光致變色體通過界面縮聚封入微膠囊中，再與紡絲熔體或溶液混合後進行紡絲。 例1：日本Kanebo公司將吸收350 nm-400 nm波長紫外線後由無色變為淺藍色或深藍色的螺吡喃類光敏物質包敷在微膠囊中，用於印花工藝製成光敏變色織物 例2：東華大學用淡黃綠色的1,3,3-三甲基螺[吲哚啉2,3’-(3H)-萘並(2,1-b)(1,4)亞嗪]為光敏劑，與聚丙烯切片共混後製成切片，再經240℃熔融紡絲製成含有1%－2%光敏劑的聚丙烯纖維。該纖維經紫外線照射後能夠迅速由無色變為藍色，光照停止，又迅速恢復無色，並且具有良好的耐皂洗性能和一定的光照耐久性。 例3：蓄光型發光纖維（自發光纖維、夜光纖維）是一種在黑暗中能自動發光的高科技功能纖維。該纖維在自然光或日光燈照射10－20min後，可在黑暗處持續發光6小時以上，且吸光、發光可永久進行。稀土材料為蓄光物質，與PET、PP等共混紡絲 用途：新型的無毒無害的環保型發光纖維材料，廣泛套用於建築裝潢、交通運輸、航空航海，夜間作業、消防應急、日常生活及娛樂服裝等領域。
（3)複合紡絲 通過複合紡絲將光致變色體置於纖維的芯層；
(4)接枝共聚 將光敏單體接枝到成纖高聚物上，然後紡絲；或將光敏單體接枝到纖維的大分子上，形成光敏纖維。 例：將螺苯並毗喃衍生物的螺環基團引入高分子鏈中，除了上述光致變色現象外，還可以觀察到有趣的光力學現象。在恆定壓力與溫度下，隨著光照，樣品長度明顯收縮(約2% -5%)，停止光照則長度恢復，經過數次光與暗的循環，長度的收縮與伸長是完全可逆的。
製備材料
玻璃光纖：石英、藍寶石（長且容量大可用作公共通信）
塑膠光纖：（光傳導損失較大，但具有柔軟可隨意截取的特性，已被實際套用。）
光敏纖維
光敏纖維：指在光的作用下，某些性能(顏色、導電性能等)發生可逆變化的纖維。 主要有光敏變色纖維和光導纖維兩種。
光導纖維
光導纖維：簡稱光纖，是一種把光能閉合在纖維中而產生導光作用的光學複合材料，具有感知和單向傳輸功能。
自1970年美國研製成功石英玻璃光導纖維以來，在高速公路、大橋、堤壩、建築物等混凝土結構材料和飛機機翼方面的套用獲得廣泛的關注。
光導纖維最著名的套用是作光纖感測器。它可以探測應變、溫度、位移、物質化學濃度、加速度、壓強、電流、磁場以及其他的一些信號，是迄今為止發展最為成熟的纖維感測器 。
實例
例1：美國Drexel大學的研究人員將光纖感測器鑲嵌在降落傘中，即時探測降落傘的動態應力變化情況。 將用聚乙炔和聚苯胺等為包敷層的光纖感測器鑲嵌到織物中，利用聚苯胺吸收酸性或鹼性物質後光譜吸收性能的變化來實現物質探測，希望用於戰時的化學或生物物質的探測 。
例2：美國Georgia理工學院將塑膠光纖感測器植入襯衣來探測心率的變化，並構想根據光纖斷裂後光傳輸信號的變化來判斷戰場上士兵的受傷部位和受傷程度。 例3：加拿大Tactex Controls公司將光纖感測器的網路植入泡沫，發光二極體發出的光線在通過光纖時，會由於光纖的彎曲而改變方向或反射。探測多根光纖中光線傳輸情況的變化，可以監測織物所受壓力的情況。精確設計光纖排布，可以獲得很高的探測靈敏性，可用於樂器和遊戲機鍵盤。
