可變色的衣服-智能型感電變色織物
自然界中變色龍會隨著周遭的環(huán)境而改變身體的顏色,生活中行動電話也會因光與角度的關(guān)系而有不同外觀顏色,包括人在忿怒和緊張時,也會在臉上有不同程度的潮紅現(xiàn)象,而上述現(xiàn)象都屬被動式變色機(jī)制。由蜜拉喬娃維基主演的科幻動作片「紫光任務(wù)」,近來正在臺灣上映中,片中除了主角酷炫的動作外,最令人驚奇的在于其超現(xiàn)實的服裝,可以隨時的變化顏色。而現(xiàn)實中「智能型感電變色織物」也正在進(jìn)行研發(fā)中。根據(jù)紡織所ITIS計劃研究顯示,目前日常生活中,最常使用的變色組件基材為玻璃,這應(yīng)和玻璃已被大家廣泛使用于人類的生活以及導(dǎo)電玻璃已是成熟的產(chǎn)品有關(guān)。目前常用的變色機(jī)制約有下列五種: 1. 電致變色 (Electrochromic) 在學(xué)術(shù)領(lǐng)域電致變色最為熟知的化合物為聚苯胺導(dǎo)電高分子,2000年諾貝爾化學(xué)獎得主白川英樹就是以此獲獎。聚苯胺在不同電壓下可顯示透明、黃、綠、藍(lán)和黑等顏色。 2. 電場引起的變色 電場變色產(chǎn)品早已散布在生活中,液晶顯示器就是該技術(shù)的著名應(yīng)用,透過電場控制液晶的轉(zhuǎn)向而進(jìn)行明暗度的調(diào)整,再加上彩色濾光片,會讓窗戶也會透進(jìn)不同的光線到室內(nèi)。 3. 光致變色 光致變色在15年前就有眼鏡商推出相類似產(chǎn)品,該種眼鏡在室內(nèi)低光時呈現(xiàn)透明無色,但在陽光下呈現(xiàn)深色而近似太陽眼鏡,優(yōu)點是不用施加任何能源,缺點是被動變色,無法自由調(diào)控。 4. 熱致變色 將透明塑料袋拉扯常會變成乳白色,這是因為經(jīng)過拉扯后,高分子結(jié)晶度發(fā)生變化所致,而熱也會使很多高分子發(fā)生結(jié)晶度的變化而產(chǎn)生變色,但選用的高分子而好選用快速回復(fù)原來結(jié)晶度的種類。 5. 可逆化學(xué)反應(yīng)變色 在化學(xué)中因可逆變化而產(chǎn)生顏色變化的標(biāo)準(zhǔn)范例就是二氧化氮和四氧化二氮,在密死循環(huán)境下可藉由溫度和體積變化而使壓力產(chǎn)生改變進(jìn)而影響二氧化氮和四氧化二氮的比例,其中二氧化氮為紅棕色氣體,而四氧化二氮為無色氣體,所以二氧化氮和四氧化二氮的比值不同,外觀顏色也就不同,此一現(xiàn)象就可用來做為變色的機(jī)制,只是選用的氣體需為無毒性,才不影響使用的意愿。 目前在紡織領(lǐng)域已有被動式的變色纖維「感光變色紗線」,其利用太陽光或UV光來變換顏色,感光紗線經(jīng)陽光紫外線照射,吸收陽光或紫外光線之能量而產(chǎn)生顏色變化,當(dāng)失去光源照射時,在數(shù)秒內(nèi)就會回復(fù)原來顏色,目前主要是應(yīng)用于防偽和舞會造型服裝上。 根據(jù)紡織所ITIS計劃研究顯示,當(dāng)前最新開發(fā)的智能型變色織物是「智能型感電變色織物」,其主靠是藉由電場或電流的刺激,使得衣服的顏色可以隨心所欲的變化。電變色原理與LED(發(fā)光二極管)相同,透過電子與電洞的結(jié)合,過多的能量會以光的形式釋出,達(dá)到發(fā)光的效果,此屬于冷性發(fā)光。其組件構(gòu)造是由基材、導(dǎo)電層、發(fā)光層及透明導(dǎo)電層所組合而成。所用的發(fā)光材料其發(fā)射團(tuán)均相同,但是不會有太高的亮度,由于基材是纖維或織物,其特性是柔軟且可彎曲。一般顯示器所用的ITO透明導(dǎo)電層則無法適用,需要其它高導(dǎo)電度的透明導(dǎo)電層,現(xiàn)在傾向使用導(dǎo)電性高分子,常用的有PANI(聚苯胺)或PEDOT (poly-3,4-ethylene-dioxythiophene)。 智能型感電變色織物的制造方法,一般常用涂布或是貼合。因其中的發(fā)射團(tuán)易受氧氣與水分解,因此需要穩(wěn)定發(fā)色團(tuán)或較好的封裝,常用微膠囊加工。「智能型感電變色材料」可直接使用在纖維或是先制成薄膜,再貼合于織物上?!? 智能型感電變色織物,預(yù)期在未來將大量的運用在軍用的偽裝服上。未來在戰(zhàn)場上,士兵們可針對不同的環(huán)境自由地調(diào)整服裝的顏色,使敵人難以辨識。其概念與變色龍偽裝類似,利用環(huán)境顏色監(jiān)控的偵測器結(jié)合電變色織物,隨著顏色偵測器所得之?dāng)?shù)據(jù),透過纖維傳送視覺信息可立即改變衣服的顏色、光線和圖案,達(dá)到自動控制的目標(biāo),實現(xiàn)服裝顏色的自動變化。美國馬薩諸塞州的「陸軍研究中心」正在加速研發(fā),預(yù)計在2010年能裝配于戰(zhàn)士的衣著上?!? 除了用于偽裝服之外,變色織物也可用于變化不同圖案的掛布或畫布上,如果亮度足夠亦可成為布型的顯示器。目前的課題為可繞式透明導(dǎo)電層的導(dǎo)電度不高和透明度不佳和發(fā)色團(tuán)的穩(wěn)定性不足等,如果這些問題能一一克服,未來可預(yù)期智能型感電變色織物將帶來可觀的商機(jī)。 轉(zhuǎn)載本網(wǎng)專稿請注明:"本文轉(zhuǎn)自錦橋紡織網(wǎng)" |

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