隱蔽--這大概是每一個狙擊手要遵循的重要原則之一。而他穿著的迷彩服則是隱蔽的重要手段。于是,設想如果有一種跟變色龍一樣的,可變換顏色的衣服該多好。它可以實現目標在移動、環境在變化,剛才還在草叢中與自然環境融為一體的大兵,到了黃土坡上可能就暴露無遺。
北京大學與南京工業大學最近合作的一項研究成果,讓人們在這個目標上更近一步。他們開發出一種可以在低電壓下轉變顏色的織物。
這種材料穩定性高、變色性能優異、所需電壓低,在偽裝用軍事材料上具有很大的應用前景。如果再結合以智能環境顏色識別系統,我們或許還可以憧憬真正自動變色偽裝的迷彩服。
(研究者展示的該種織物,在施加-1.5V至1.5V的電壓下,可以觀察到明顯的顏色變化)
主角:共軛聚合物
這背后的原理不在于織物本身,而在于織物上的所噴涂的特殊材料--共軛聚合物。近些年來,無論是在學術研究還是在工業生產中,共軛聚合物都是一大熱門。它們有著特殊的導電特性、光學特性、加工穩定性,這一次,研究者則是利用了共軛聚合物的另一大特性--電致變色性能。,研究者發明的這類聚合物在中性狀態下呈現出翠綠色,而在氧化態下呈現出棕黃色。
(該種聚合物合成中使用的單體結構圖,將其聚合為聚噻吩類高分子。bcd三圖為三種單體的外觀,其中G3單體為液體,可溶性好,利于加工。)
三種聚合物的區別在于取代基的不同,通過優化其取代基結構,可以改變其電學與顏色特性。另外,PG3聚合物具有很好的耐用特性,在5000次循環電壓的使用后,陰陽極峰值電流降低均低于5%.
(abc圖為三種聚合物在變化電壓下的吸收光譜變化,d圖展示的是在ITO玻璃上,三種聚合物膜在中性與氧化狀態下的照片與(Y;x;y)值。)
除了用于織物材料,作為薄膜材料來使用,也維持了其優越的電致變色特性。試驗結果顯示:ITO玻璃上"PKU"字樣的PG3聚合物薄膜,在施加-1.5V至1.5V的變化電壓時,發生漸變性變色,由最初的紅色變為淺灰色。
另外,PG3聚合物由于具有長烷基鏈結構,具有一定的超疏水特性。這就使得材料在使用過程中不易沾水,更具實際應用價值。
(在粗糙紙張上噴涂PG3聚合物,滴加水滴。可直觀觀察到其超疏水特性。)
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責任編輯:周婭
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