基于天然蠶絲開發(fā)出熱致變色紗線

近日，上海科技大學物質學院凌盛杰教授課題組基于天然蠶絲開發(fā)出可規(guī)?；a的熱致變色紗線（TCSs），并進一步加工成智能可穿戴動態(tài)顯示織物，為功能化蠶絲纖維的生產制備和應用，提供了切實可行的參考建議。

該項研究將成熟的紗線紡紗技術和簡單的浸涂技術相結合，通過建立理論模型優(yōu)化相關生產參數(shù)，達到不同種類表面涂層的均勻性提升，最終獲得高性能TCSs的連續(xù)生產(>10 km)。在連續(xù)化紡絲過程中，研究人員還利用溶劑對蠶絲表面進行可控部分溶解，來增強熱致變色涂料與蠶絲纖維的界面結合作用，提升復合纖維的界面穩(wěn)定性，同時保持了原始絲纖維的主體結構和本身優(yōu)異的力學性能。

連續(xù)制備出的功能蠶絲纖維的強度、韌性及剛度與天然蠶絲相當，并保持了一定的彈性?？赏ㄟ^自動刺繡機將TCSs 紗線縫紉在各類織物上。該研究中采用的功能涂層為熱致變色涂料，因此所制備的織物可響應環(huán)境溫度變化而發(fā)生顏色變化，如一種TCSs的熱致變色溫度為28℃，可以靈敏感應手指的靠近。不同顏色和不同變色溫度的熱響應織物，可適應多種應用場景，實現(xiàn)不同溫度下體溫調節(jié)變色衣物。并且功能織物在洗衣機清洗后保持穩(wěn)定。

此外，TCSs 還可以通過導電來控制變色，原理基于導電纖維在導電過程中的熱阻效應。借鑒了紡織工藝中的包覆紗生產技術，連續(xù)制備出包纏結構的TCSs/碳纖維復合紗線。實現(xiàn)調節(jié)通過芯層碳纖維的電流強度來調控殼層TCSs 顯示的顏色。利用這種復合紗線，可與外電路連接構建數(shù)字顯示織物，或在智慧服裝上實現(xiàn)多功能實時動態(tài)顯示。