电致变色颜色记忆微胶囊让纺织品有记忆

近日，江南大学纺织科学与工程学院付少海课题组赋予了纺织品神奇的颜色记忆能力，他们设计出了一种多彩和多级响应的电致变色颜色记忆微胶囊。传统的电致变色材料，电刺激即变色，在电刺激去除后，很快就会恢复到原始状态。而新开发的电致变色颜色记忆微胶囊在不适宜条件下，基于任何强度的电刺激也不会变色，实现无色态的颜色记忆；当给予一定的温度，该变色微胶囊在电刺激下变色，此时先降低温度随后撤去电刺激，该材料仍然可以记忆变色后的颜色状态，实现有色态的颜色记忆。

这种智能材料记忆力很强且制备非常简单。将荧烷染料、四丁基高氯酸铵和相变材料碳酸二苯酯混合，再利用溶剂挥发法进行包覆，制备出电致变色颜色记忆微胶囊。在相变温度点以上，碳酸二苯酯由固态转变为液态，将四丁基高氯酸铵和染料溶解，整个芯材体系相当于一个电解液，在电刺激下，荧烷染料的中性态变为氧化态，显色。此时，温度降至室温，碳酸二苯酯由液态转变为固态，芯材体系变成不良导体，除去电刺激后，该变色微胶囊可以记忆红色状态至少72 h。当不需要颜色记忆时，只需将温度调至碳酸二苯酯相变温度以上，颜色记忆就可以很容易地恢复到无色记忆状态。

对此，研究人员进行了计算机模拟验证，模拟了在没有外部电源条件下，染料结构由氧化态恢复至中性态过程的吉布斯自由能。结果显示，在80℃，荧烷染料更容易发生结构变化，实现可逆电致变色；而在25℃，染料需要克服更高能量垒才能实现这种变化，从而实现颜色记忆功能。此外，他们还展示了该变色微胶囊在可穿戴电致变色颜色记忆型智能纺织品等方面的应用，为显色和变色的可控可调节提出一个新方案。