近日，我國湖北大學王世敏教授和武漢紡織大學徐衛林教授等指導的研究團隊研究出一種有效、易操作的碳纖維織物著色方法，不僅顏色可調，還具有優良的耐洗滌性能。這項研究已經發表在國際材料科學領域頂級期刊《ACS Nano》上（Facile and Effective Coloration of Dye-Inert Carbon Fiber Fabrics with Tunable Colors and Excellent Laundering Durability）。據介紹，該研究主要從仿生結構生色的思路出發，采用ALD（原子層沉積）技術在碳纖維/織物表面構建尺度各異的非晶TiO2薄膜，實現了碳纖維及其織物的著色。
, y8 ~; a! ]! F& W( t. ^* ~ 結構色是由于自然界中一系列因特殊光學尺度的微觀結構對可見光進行選擇性反射、色散、散射、干涉、衍射和透射等物理作用而產生的五彩繽紛的生物色彩。結構色所具有的無污染、不褪色、高飽和亮度、無虹彩效應的顯色機理也使其具有其他染色技術所無法比擬的技術優勢和廣闊的應用前景。這為碳纖維的生態著色提供了新的思路。1 k/ R$ W w H# I% Q: ~$ |4 S2 H; s4 W
: g2 E- f% I: `6 C) E' ] 碳纖維由于具有獨特的物理化學性能，廣泛應用于航空航天、汽車、化工、基礎設施、軍事、體育、能源、紡織等各個領域。但是，碳纖維的類石墨結構使其表面呈化學惰性、界面能低、界面浸潤性能和高溫耐氧化性能差、缺乏具有較高反應活性的化學基團，這使得碳纖維與其它基體材料之間不能形成有效的界面耦合作用，界面強度下降，從而嚴重影響其力學性能。另外，與染料分子間低的化學鍵合作用，使其難以染色，從而導致所開發的碳纖維制品色調過于單一，難以滿足消費者的時尚化需求。; q9 O9 g" \/ T" S
* @. _. b. S+ E& E. ^: ? 目前實現碳纖維織物著色的方法有：織入約50%的可染色紗線，如玻璃纖維、滌綸、銅、芳綸等，但碳纖維織物的機械性能也會相應地下降；蘋果公司公布的一項專利US7790637 B2通過增加一個附加的“罩層（scrim）”來改變碳纖維織物的外觀顏色。曼徹斯特大學在不久前開發出一種新的電致變色樹脂，可用作碳纖維預浸料，使其在外加電場的作用下發生穩定、可逆的顏色變化。2 y* s+ b6 B- O0 b4 D3 E+ J
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發表于 2017-10-25 21:43:35
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