電致變色顏色記憶微膠囊讓紡織品有記憶

近日，江南大學紡織科學與工程學院付少海課題組賦予了紡織品神奇的顏色記憶能力，他們設計出了一種多彩和多級響應的電致變色顏色記憶微膠囊。傳統的電致變色材料，電刺激即變色，在電刺激去除后，很快就會恢復到原始狀態。而新開發的電致變色顏色記憶微膠囊在不適宜條件下，基于任何強度的電刺激也不會變色，實現無色態的顏色記憶；當給予一定的溫度，該變色微膠囊在電刺激下變色，此時先降低溫度隨后撤去電刺激，該材料仍然可以記憶變色后的顏色狀態，實現有色態的顏色記憶。

這種智能材料記憶力很強且制備非常簡單。將熒烷染料、四丁基高氯酸銨和相變材料碳酸二苯酯混合，再利用溶劑揮發法進行包覆，制備出電致變色顏色記憶微膠囊。在相變溫度點以上，碳酸二苯酯由固態轉變為液態，將四丁基高氯酸銨和染料溶解，整個芯材體系相當于一個電解液，在電刺激下，熒烷染料的中性態變為氧化態，顯色。此時，溫度降至室溫，碳酸二苯酯由液態轉變為固態，芯材體系變成不良導體，除去電刺激后，該變色微膠囊可以記憶紅色狀態至少72 h。當不需要顏色記憶時，只需將溫度調至碳酸二苯酯相變溫度以上，顏色記憶就可以很容易地恢復到無色記憶狀態。

對此，研究人員進行了計算機模擬驗證，模擬了在沒有外部電源條件下，染料結構由氧化態恢復至中性態過程的吉布斯自由能。結果顯示，在80℃，熒烷染料更容易發生結構變化，實現可逆電致變色；而在25℃，染料需要克服更高能量壘才能實現這種變化，從而實現顏色記憶功能。此外，他們還展示了該變色微膠囊在可穿戴電致變色顏色記憶型智能紡織品等方面的應用，為顯色和變色的可控可調節提出一個新方案。