基于天然蚕丝开发出热致变色纱线

近日，上海科技大学物质学院凌盛杰教授课题组基于天然蚕丝开发出可规模化生产的热致变色纱线（TCSs），并进一步加工成智能可穿戴动态显示织物，为功能化蚕丝纤维的生产制备和应用，提供了切实可行的参考建议。

该项研究将成熟的纱线纺纱技术和简单的浸涂技术相结合，通过建立理论模型优化相关生产参数，达到不同种类表面涂层的均匀性提升，最终获得高性能TCSs的连续生产(>10 km)。在连续化纺丝过程中，研究人员还利用溶剂对蚕丝表面进行可控部分溶解，来增强热致变色涂料与蚕丝纤维的界面结合作用，提升复合纤维的界面稳定性，同时保持了原始丝纤维的主体结构和本身优异的力学性能。

连续制备出的功能蚕丝纤维的强度、韧性及刚度与天然蚕丝相当，并保持了一定的弹性。可通过自动刺绣机将TCSs 纱线缝纫在各类织物上。该研究中采用的功能涂层为热致变色涂料，因此所制备的织物可响应环境温度变化而发生颜色变化，如一种TCSs的热致变色温度为28℃，可以灵敏感应手指的靠近。不同颜色和不同变色温度的热响应织物，可适应多种应用场景，实现不同温度下体温调节变色衣物。并且功能织物在洗衣机清洗后保持稳定。

此外，TCSs 还可以通过导电来控制变色，原理基于导电纤维在导电过程中的热阻效应。借鉴了纺织工艺中的包覆纱生产技术，连续制备出包缠结构的TCSs/碳纤维复合纱线。实现调节通过芯层碳纤维的电流强度来调控壳层TCSs 显示的颜色。利用这种复合纱线，可与外电路连接构建数字显示织物，或在智慧服装上实现多功能实时动态显示。