隱蔽--這大概是每一個(gè)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(shè)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(shí)現(xiàn)目標(biāo)在移動(dòng)、環(huán)境在變化,剛才還在草叢中與自然環(huán)境融為一體的大兵,到了黃土坡上可能就暴露無(wú)遺。
北京大學(xué)與南京工業(yè)大學(xué)最近合作的一項(xiàng)研究成果,讓人們?cè)谶@個(gè)目標(biāo)上更近一步。他們開(kāi)發(fā)出一種可以在低電壓下轉(zhuǎn)變顏色的織物。
這種材料穩(wěn)定性高、變色性能優(yōu)異、所需電壓低,在偽裝用軍事材料上具有很大的應(yīng)用前景。如果再結(jié)合以智能環(huán)境顏色識(shí)別系統(tǒng),我們或許還可以憧憬真正自動(dòng)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(lái),無(wú)論是在學(xué)術(shù)研究還是在工業(yè)生產(chǎn)中,共軛聚合物都是一大熱門(mén)。它們有著特殊的導(dǎo)電特性、光學(xué)特性、加工穩(wěn)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(fā)明的這類(lèi)聚合物在中性狀態(tài)下呈現(xiàn)出翠綠色,而在氧化態(tài)下呈現(xiàn)出棕黃色。
(該種聚合物合成中使用的單體結(jié)構(gòu)圖,將其聚合為聚噻吩類(lèi)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(qū)別在于取代基的不同,通過(guò)優(yōu)化其取代基結(jié)構(gòu),可以改變其電學(xué)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(huán)電壓的使用后,陰陽(yáng)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(tài)下的照片與(Y;x;y)值。)
除了用于織物材料,作為薄膜材料來(lái)使用,也維持了其優(yōu)越的電致變色特性。試驗(yàn)結(jié)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(shí),發(fā)生漸變性變色,由最初的紅色變?yōu)闇\灰色。
另外,PG3聚合物由于具有長(zhǎng)烷基鏈結(jié)構(gòu),具有一定的超疏水特性。這就使得材料在使用過(guò)程中不易沾水,更具實(shí)際應(yīng)用價(jià)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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標(biāo)簽: 北京大學(xué), 南京工業(yè)大學(xué), 低電壓變色性能, 自動(dòng)變色, 偽裝, 迷彩服

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