彈性纖維伸長會變色 量產指日可待

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【大紀元2013年02月01日訊】(大紀元記者王明編譯報導)英國及美國科學家研發出一種新的纖維,具有伸長時顏色會改變的特性。這項新發明可能帶動變色衣服和彈性光纖的未來流行趨勢。科學家表示,這種材料是由兩種合成物組成,未來應用廣泛,也極具量產潛力,未來可作為運動服的材料,並取代光子晶體光纖(PCF)。

據英國工程師網站(theengineer.co.uk)報導,英國艾斯特大學、劍橋大學、美國哈佛大學的研究人員共同開發了這種可伸長的纖維,他們研發的靈感來自於南美的一種莓果,它在陽光下呈現如肥皂泡泡或油污上的絢爛色彩。

這種特殊聚合纖維是由微結構材料構成,厚度一發生變化,可反射不同波長的光,換言之,當被拉長時,會發生顏色變化。

艾斯特大學其中一位研究人員維克希克(Peter Vukusic)教授說,這種特殊的纖維未來可能取代一種被稱為光子晶體光纖(PCF)的光纖,其微結構的特性,能吸收光線。

維克希克說:「雖然傳統的光子晶體光纖是由玻璃、石英或其他材料製造,但在一般情況下,缺乏伸展的特性,而這種擁有生物啟發性的纖維,製成可被拉伸的成品,即可顯現原本被限制在纖維內不同光線的潛力。」

另外,運動服也是極具潛力的應用方式,尤其是身體肌肉緊繃的位置,以及因為外來物體的強大壓力,纖維感測溫度升高,皆會造成顏色的變化。

這種纖維是由兩種聚合物組成,材料結構的靈感源自於俗名為「劣質熊莓」(bastard hogberry)的水果,纖維製作過程,自頂部層次分明地排列下來,然後滾成數十微米直徑的細圓筒。

纖維的頂部及底部分別反射不同波長的光,產生光束干涉現象,導致光亮顏色無法呈現,因此,一旦纖維被拉伸,及光的波長在纖維上反射的角度發生改變時,顏色即產生變化。

此研究是由哈佛大學科勒(Mathias Kolle)博士所指導,他們創造的纖維,是經由溶液溶解其中的材料,再製成分離的薄膜,以玻璃基板分層隔開。

維克希克說:「然後,必須把每一層的纖維與玻璃基板分離,這確實不是件簡單的處理過程。我們先讓纖維飄浮在水中,使底層的纖維自玻璃基板分開。再使用一種非常細的玻璃纖維作為軸心,從一側捲成原筒狀,這也是相當不容易的工作。」

「當捲動的纖維愈多,各層纖維最終聚集成同心圓筒。最後,將中間的軸心抽離,就成為具有伸縮性、圓筒狀及多層的結構。」

研究小組宣稱,纖維複製的方法,未來能擴充為大量生產的規模。

(責任編輯:張東光)

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