衣服还能播放Flash?中化人又研究出一项炫酷技术!

2017-11-11 13:50来源:中化集团作者:

前不久,国资委举办“央企创新成就展”,在此次展会上,中化集团以“绿色化学·美好生活”为主题参展,并集中展示了十大核心创新成果。今天,小化就为大家介绍其中一项特别“炫酷”的科研成果——

 
衣服从一种颜色变幻成另一种颜色,
从一种图案变幻成另一种图案,
或者从没有图案变幻出多彩的图案来,
是不是很神奇?
这不是魔法,而是科学家们研制出的一种“光致变色材料”,在建筑、交通、农业、军事和日常生活中有着广泛应用。用这种材料做成的衣服,能够根据光线的变化而变化颜色!对那些爱美、时髦的年轻人来说,买上一件这样的衣服上街溜一圈,那绝对吸引眼球,相当炫酷!
但是,一般这样的衣服只能穿几次,之后就不再变色了,你会不会又很苦恼?
最近,中化集团沈阳化工研究院的科学家们找到了解决变色只能“昙花一现”的完美方案!
能“自动播放Flash”的衣服
变色龙在危险状态下,通过调节皮肤表面的纳米晶体,改变光的折射而变色保护自己。聪明的人类,根据源于大自然的灵感,利用光化学原理,研制出了含光致变色性化合物能自动变色的材料,打破了普通染料只能印制静止图案的限制,让炫酷的年轻人终于穿上了能“自动播放FLASH”的炫服。
然而,直到二十一世纪,光致变色材料的使用寿命问题,一直是制约有机类材料广泛应用的“短板”。
2012年4月,沈阳院染料国家工程研究中心和英国利兹大学开展合作,进行《新颖光致变色防伪材料研制及防伪方案设计》的课题研究,专注研发具备优异性能的光致变色复合材料。归结起来说,就是要让新型材料具有超强的“耐性”:耐光、耐水、耐酸碱,以及耐有机溶剂,延长衣服变色寿命。
▲沈阳院邢颖团队和英国利兹大学合作
目前市场上现有的材料耐光寿命(氙灯连续照射)仅有几小时至十几小时。而对比利兹大学在欧洲市场调研情况,在同等测试条件下,新型材料耐光时间需达到50小时以上,才有工业化前景。
为了达到国际标准,研发团队需要从选择染料、开发配方以及至制备助剂中寻求突破。
一项为美丽而生的事业
如何选对基础染料,也就成为项目研发的基本前提。
“不求最贵,但求最好!”沈阳院邢颖团队从国内外各大染料生产商中遴选出30余种商品染料,从染料的筛选与合成起步,按照常规聚合物、简单材料、特殊结构的步聚,一步一步地试验、研究、对比。
▲左:筛选的染料   右:合成染料
在一年多时间里,团队先后设计出上千个配方,完成了一千余次试验。
虽然经过了千锤百炼,但结果却并不尽如人意。当团队突破新型材料环境及化学耐受性能关口时,却遇到了耐光性30小时的“瓶颈”。按常理,耐光30小时已优于产品性能两倍以上,这一成果已经在行业内引来不少赞誉,但团队初心依旧,不达目标誓不罢休。
▲项目组
既然从配方里已难寻破解之法,那就必须从染料这个点上探求破题新招。把光致变色染料以相分离法,使聚合物凝聚沉降,制备成光致变色微胶囊,既是项目团队的创新点,更是团队突破研发“瓶颈”的关键点。
经过高速混合、研磨及复配等多个工艺步骤,项目组终于将材料耐光性提高至50小时以上。
此后,团队再接再厉,先后开发出30多个油性复合材料和15个水性复合材料。经国家染料质量监督检验中心测试,两类材料耐光性均达到50小时耐晒标准,显著优于国内现有同类产品。
同样美丽的市场“钱”景
光致变色材料的研发和应用,让生活变得更加多彩。邢颖团队以水性复合材料为研究基础,进一步开发出水性印花色浆产品,可广泛应用于个性服饰、中高端运动服装、变色窗帘、变色伞等等,市场前景非常广阔。
随着新型材料防伪功能和技术的日臻成熟,团队又把目光投向了国内中端防伪市场和国外高端防伪市场。
基于在化学和环境方面具优良耐性的光致变色复合材料,项目团队设计出了20多种新型防伪方案。除了色谱齐全的多种单色方案,还有颜色特别的复配方案,仿制极为困难。
值得一提的是,他们借助不同聚合物和助剂对变色速率的影响,巧妙设计出 “动态橙色”、“动态金银”等新颖的动态变色防伪方案,将光致变色特点发挥至极致。
团队在充分市场调研后发现,虽然新型材料受客观条件限制,无法涉足人民币、护照、居民身份证等国内高端防伪市场,但在中端防伪市场却可以寻找到商机。
目前,国内普通商品的外包装防伪、标签防伪,以及不常见光的证件、票据防伪,光致变色防伪产品仍是市场空白。这一市场信息让团队看到了防伪技术差异化推广的潜在商机。
▲标签防伪
“ 我们不仅可以针对客户需求提供全套防伪设计方案,还将着眼拓展光、热致变色等系列功能染料的应用领域,针对市场需求开发功能变色新产品和新技术。”
沈阳院染料国家工程研究中心高级工程师、项目负责人邢颖信心十足地说,团队既追求成果转化,切分国内外数亿美元市场的大蛋糕,更要用科技的力量创造炫彩的美好生活。
原标题为:《衣服还能播放Flash?中化人又研究出一项炫酷技术!》
 
责任编辑:GYL
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