Новости химической науки > Ткань, меняющая цвет по желанию владельца

Уже давно одежда нужна нам не только для того, чтобы прикрыть свою наготу или спрятаться от холода. Для того чтобы наша одежда была интереснее и привлекательнее исследователи из Канады разрабатывают нетканые текстильные материалы, меняющие свой цвет в результате резистивного нагрева.

Электрический ток заставляет материал изменять свой цвет. (Рисунок из J. Mater. Chem., 2010, 20, 8233, DOI: 10.1039/c0jm02307h)

Алексис Лафорж (Alexis Laforgue) из Института Промышленных Материалов Канады отмечает, что традиционные ткани могут быть модифицированы за счет введения в них дополнительных функций, которые, например, могут оказаться полезными для применения в медицине или военном деле.

Для придания ткани новых свойств в них могут быть введены соединения, меняющие свой цвет в результате внешнего воздействия, такого как нагрев или электрический ток (соответственно термохромные или электрохромные материалы). Новый нетканый текстильный материал, разработанный Лафоржем, гораздо проще многих своих термохромных или электрохромных аналогов, поскольку он не требует того, чтобы из него соткали ткань, и для новой системы не требуется введение слоя электролита.

Лафорж получил новый материал с помощью матриц, полученных с помощью электропрядения смеси окислителя и полимера-носителя. Шприц, содержащий эту смесь, размещали на расстоянии около 15 сантиметров от металлического субстрата. При приложении напряжения смесь притягивалась к стержню, растягиваясь в виде тонких нитей, образовывавших сетку. Обработка этой сетки парами мономера приводит к его полимеризации. После протекания полимеризации шаблон удаляется, в результате удаления шаблона оставшееся полимерное покрытие сжимается, образуя нетканый образец материала, состоящего из нановолокон электропроводящего полимера - поли(3,4-этилендиокситиофен)полистиролсульфоната [poly(3,4-ethylenedioxythiophene)poly(styrenesulfonate) (PEDOT)].

Обратимое изменение окраски осуществляется за счет применения обычных коммерчески доступных термохромных чернил, которые наносятся на проводящий тканеподобный материал распылением. Материал способен без проблем проводить ток силой до 100 мА, при превышении этого порогового значения происходит значительный разогрев полимерного материала, вызывающий изменение окраски термохромных чернил.

Роджеро Мортимер (Roger Mortimer), специалист по электрохромным явлениям и токопроводящим полимерам из Университета Лугборо (Великобритания) отмечает, что сила тока в 100 мА является сравнительно высоким значением силы тока для непосредственного применения в текстильной промышленности или одежде, и для коммерциализации разработанной канадскими исследователями идеи еще необходимо значительно доработать новую систему.

Лафорж согласен, что для практического использования новой ткани, меняющей цвет, необходимо понизить пороговое значение силы тока, управляющего изменением цвета; в настоящее время канадские химики продолжают работать над технологией, разрабатывая системы с несколькими типами чернил, изменение окраски которых происходит при различных температурах и, следовательно, при различной силе тока.

Источник: J. Mater. Chem., 2010, 20, 8233, DOI: 10.1039/c0jm02307h

метки статьи: #новые материалы, #физическая химия, #химическая технология, #химия поверхности, #химия полимеров