光敏纖維
光敏纖維是指在光的刺激下纖維發(fā)生顏色和導(dǎo)電性可逆變化的纖維,主要有光致變色和光導(dǎo)纖維兩種。
光致變色纖維是在太陽(yáng)光或紫外光等的照射下顏色會(huì)發(fā)生變化的纖維。自從1899年發(fā)現(xiàn)某些固體和液體的化合物有光敏性能以來,各種光敏材料的研究就引起了人們極大的興趣。
日本首先開發(fā)出光致變色復(fù)合纖維,并以此為基礎(chǔ)制得了各種光敏纖維制品,如繡花絲絨、針織紗、機(jī)織紗等,用于裝飾皮革、運(yùn)動(dòng)鞋、毛衣等,受到人們的廣泛喜愛。
日本某公司將吸收350nm~400nm波長(zhǎng)紫外線后由無色變?yōu)闇\藍(lán)色或深藍(lán)色的螺呋喃類光敏物質(zhì)包裹在微膠囊中,用于印花工藝制成光敏變色織物。微膠囊化可以提高光敏劑的抗氧化能力,從而延長(zhǎng)使用壽命。采用這種技術(shù)生產(chǎn)的光敏變色T恤已經(jīng)于1989年供應(yīng)市場(chǎng),近年來,國(guó)內(nèi)也有類似的產(chǎn)品銷售。
美國(guó)的幾所大學(xué)近年來正在探索光纖中摻入變色染料或改變光纖的表面涂層材料,使纖維的顏色能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制。美國(guó)軍方人士認(rèn)為采用光導(dǎo)纖維與變色染料相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)服裝顏色的自動(dòng)變化。光敏變色纖維主要用于娛樂服裝、安全服和裝飾品等。
光導(dǎo)纖維最著名的應(yīng)用是做光纖傳感器。它可以探測(cè)應(yīng)變、溫度、位移、物質(zhì)化學(xué)濃度、加速度、壓強(qiáng)、電流、磁場(chǎng)以及其他的一些信號(hào),是迄今為止發(fā)展最為成熟的纖維傳感器。光導(dǎo)纖維的研究技術(shù)發(fā)展很快,如今研究人員正致力于將其應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域。
美國(guó)Drexel大學(xué)的研究人員將光纖傳感器鑲嵌在降落傘中,探測(cè)降落傘的動(dòng)態(tài)應(yīng)力變化情況。還用聚乙炔和聚苯胺等為包敷層的光纖傳感器鑲嵌織物,利用聚苯胺吸收酸性或堿性物質(zhì)后光譜吸收性能的變化來實(shí)現(xiàn)物質(zhì)探測(cè)。
在我國(guó),西安工業(yè)學(xué)院的研究人員將光導(dǎo)纖維用于光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的研究,取得了預(yù)期的結(jié)果,開創(chuàng)了光導(dǎo)纖維新的應(yīng)用領(lǐng)域。
導(dǎo)電玻璃纖維
導(dǎo)電玻璃纖維是玻璃鍍金屬技術(shù)和玻璃纖維表面處理技術(shù)相結(jié)合而開發(fā)出來的新產(chǎn)品。它在纖維表面鍍上鎳合金,其上面包敷導(dǎo)電性能良好的金屬,在最外層有耐腐蝕性能好的金屬材料保護(hù)膜。它主要有導(dǎo)電性能好、比重小等特點(diǎn),在集成電路和電磁設(shè)備上有廣泛的應(yīng)用。
日本將導(dǎo)電玻璃纖維用于隱身材料的研究已經(jīng)取得成功。研究人員研究出一種高頻高效吸波涂料,它具有由電阻抗變換層和低阻抗諧振層組成的兩層結(jié)構(gòu),其中諧振層是由鐵氧體、導(dǎo)電短纖維與樹脂組成的復(fù)合材料。
形狀記憶纖維
形狀記憶纖維是在熱成型時(shí)(第一次成型)能記憶外界賦予的初始形狀,冷卻時(shí)可以任意形變,并在更低溫度下將此形態(tài)固定下來(第二次成型),當(dāng)再次加熱時(shí)可逆地恢復(fù)到原始形狀。根據(jù)外部環(huán)境變化,促使形狀記憶纖維完成上述循環(huán)的因素,可以有光能、電能和聲能等物理因素以及酸堿度、螯合反應(yīng)和相變反應(yīng)等。迄今為止,研究和應(yīng)用最普遍的形狀記憶纖維是鎳鈦合金纖維。
在英國(guó)防護(hù)服裝和紡織品機(jī)構(gòu)研制的防燙傷服裝中,鎳鈦合金纖維首先被加工成寶塔式螺旋彈簧狀,再進(jìn)一步加工成平面狀,然后固定在服裝面料內(nèi)。該服裝表面接觸高溫時(shí),形狀記憶纖維的形變被觸發(fā),纖維迅速由平面狀變化成寶塔狀,在兩層織物內(nèi)形成很大的空腔,使高溫遠(yuǎn)離人體皮膚,防止?fàn)C傷發(fā)生。
智能纖維作為新出現(xiàn)的高科技材料,應(yīng)用前景非常廣闊。從目前情況來看,此類材料在服裝、建筑、軍事方面都有很大的應(yīng)用潛力。但是在技術(shù)方面還有很多問題沒有解決,所以很多智能纖維都還沒有產(chǎn)業(yè)化。
相信隨著時(shí)間的推移和科技的進(jìn)步,通過廣大科技工作者的不懈努力,某些纖維的批量生產(chǎn)亦成為可能,智能纖維的研究和應(yīng)用有著光明的未來。