I forhold til elektricitet, pH-værdi og kemisk stimulering, såsom termisk stimulering, er det lettere at implementere i vores dagligdag. Derfor er termisk respons-materialer i smarte tekstiler, anti-forfalskning, sensorer og mange andre områder blevet meget omtalt. Termisk respons refererer til den type materiale, der ændrer temperaturen i det ydre miljø og dets fysiske egenskaber, herunder termisk misfarvning. Forskning inden for smarte tekstiler har vist, at det er den mest anvendte materialetype.

Termokrome materialer har dog visse miljømæssige begrænsninger. For eksempel er det ikke let at observere materialers farveændring i mørke omgivelser, hvilket resulterer i store begrænsninger i praktiske anvendelser. Derfor er det presserende at udvikle et materiale med både termokrome og termofluorescerende egenskaber for yderligere at udvide dets anvendelsesområde.

For nylig har Jiangnan University i samarbejde med Texas A&M University udviklet et termisk responsivt materiale med dobbeltfunktioner som termokromisme og termofluorescens. Materialet er et komposit nanopartikelfarvestof, som er et lilla pulveragtigt farvestof opnået ved kondensation af tetraethylorthosilicat og derefter belægning af silicagel-nanopartiklerne med diindoler og quinacridoner (IQA), organiske farvestofmolekyler og fedtalkoholer.

Farvestoffet kan farves på polyester stof ved konventionel farvningsmetode, og det farvede polyesterstof bevarer egenskaberne ved det originale nanokompositmateriale, hvilket kan realisere de dobbelte ændringer i farve og fluorescensydelse med ændringen af omgivelsestemperaturen.

Egenskaber af kompositnanopartikler

Resultaterne viste, at det farvede stof udviste tydelige farveændringer og ændringer i fluorescenstilstanden med høj kontrast i realtid og på en meget reversibel måde. Efter opvarmning ændrer stoffets farve sig fra dyb lilla til orange under synligt lys. Under UV-lys (365 nm) ændrer stoffet sig fra en mat ikke-fluorescerende tilstand til en stærk gylden fluorescerende tilstand.

Farveændringer af farvede stoffer ved forskellige temperaturer

Fluorescensændringer af farvede stoffer ved forskellige temperaturer

Materialets termokrome mekanisme er den justerbare dissociations- eller aggregeringsmekanisme af IQA-molekyler i et fedtalkoholopløsningsmiddel. Da dissociationen og aggregeringen af IQA-molekyler afhænger direkte af opløsningsmidlets smeltning og størkning, kan misfarvningstemperaturen derfor kontrolleres ved at ændre opløsningsmiddelkomponenten.

Denne undersøgelse giver en ny idé til design af multifunktionelle, termisk responsive, intelligente tekstiler. Relaterede forskningsresultater blev offentliggjort i Advanced Functional Materials under titlen "højtydende termoresponsivt dual-output farvesystem til smart tekstilapplikation".

(officiel konto for Textile Herald)