有機光致變色材料是近年來國際上剛出現的一類新型功能材料,它不僅在高科技領域得到廣泛應用,而且在民用行業也嶄露頭角,國外已有用於服裝、塑料等的民用產品。隨著人們對有機光致變色材料認識和了解的加深,其應用範圍將會擴大到諸如信息產業、服裝業、塑料製品業、裝飾材料業、旅遊用品、油漆、油墨、印染業、軍事隱蔽材料業等領域,將會帶來極大的經濟和社會效益。這已引起了世界各國的關注和重視。
而光致變色材料在塑料、塗料、服裝上的變色是這樣實現的:首先把光致變色材料進行處理,溶於塑料、塗料中,或染到纖維上或印到布上,用這種塑料或布製成的各種日用品、服裝或裝飾物,在室內或無陽光情況下,它們呈現的隻是本色,而當它們處在陽光下,就會變化成各種顏色。塑料製品會呈現出彩色圖案,服裝或裝飾物則呈現出漂亮的彩色畫麵。塗成各種圖案的塗料在日光下也變得豔麗多彩,給人們一個豐富多彩的生活空間。若沒有陽光時,它們就會恢複到原來寧靜的本色狀態。
為什麼這類材料的顏色能夠隨著光照或加熱而產生如此美妙的變化呢?其實它的反應機理非常複雜。簡單地說,太陽光是由赤、橙、黃、綠、藍、靛、紫等7種色光混合而成的,而光致變色有機材料在光的作用下,它的內部結構就會發生變化,吸收太陽光中的某些色光,其餘的色光就被材料反射並傳入人的眼睛,就可以顯現出材料的顏色。
而且應用光致變色有機材料具有很多的優點,像製作的儀器設備具有驅動電壓低、能耗小、反應時間短、發光亮度和發光效率高,以及便於調製顏色、實現全色顯示等。此外,有機光致變色材料還具有輕便、易於加工、原料和製備成本低廉、無味無毒、不會對人體和環境造成危害等特點,這些都是傳統的光致變色無機材料所無法比擬的。
有機光致變色材料就其用途而言是十分廣泛的,可以用於製造假發、指甲油、口紅等化妝品,領帶、頭巾、T 恤衫等服飾,窗簾、壁紙等裝飾材料,還可廣泛用於製造工藝品和玩具、油漆塗料、廣告牌、道路標誌牌等。
這些產品在光照或加熱下都會呈現出色彩豐富、變化了多樣的圖案、文字、花紋。不但美化人類的生活環境,而且還提高了生活情趣。而且光致變色有機材料還可以做成透明的塑料薄膜,貼到或嵌入汽車玻璃或窗戶玻璃上,陽光照射時馬上變色,使陽光不刺眼,既保護視力,也保證安全,並可起到調節室內或車內溫度的作用。此外,它還可以溶入或混入塑料薄膜中,來製作農業大棚農膜,增加農產品、蔬菜、水果等的產量和質量。另一個重要的應用就是用做軍事上的隱蔽材料,例如應用這類光致變色材料製作的作戰迷彩服、戰地帳篷、軍事武器、車輛裝備等具有非常出色的偽裝效果,從而更好地隱蔽自己,還能迷惑敵人,提高自身的戰鬥力。
科學家正在致力於研究開發一種能夠折疊的,或能夠穿在身上的顯示器件,未來戰場上的士兵可以攤開一張塑料紙,來顯示實時戰情地圖,飛行員、士兵和消防隊員將會戴上一種用光致變色有機材料製作的頭盔,這些都將有力地提高軍隊的作戰能力。此外有機光致變色材料被人們看作是光信息存儲、光學器件等非常有用的材料,大部分科學家的興趣都集中在它的光學性質上,國內外學者主要研究的目標是光信息存儲、光學性能等方麵,而隻有我國從事防偽識別技術研究。
如今,我國的紡織印染業、服裝業麵臨著國際市場的激烈競爭,如果我們利用有機光致變色材料和技術對這些傳統行業的產品進行升級換代,必將進一步提升這一產業的國際競爭力,創造出更多的就業機會,還會給我們帶來更大的經濟效益和社會效益,促進國家的經濟發展。
目前研究光致變色材料最多的國家是美國、日本、法國等,而日本在民用行業應用上開發比較早。當今,世界上隻有日本和美國有少量以光致變色材料製成的民用品出售,比如印有光致變色材料圖案的T 恤,光致變色材料製成的變色眼鏡。但美、日等發達國家把光致變色材料用於民用行業也還處於起步階段,並沒有大規模生產上市,國內還沒有看到光致變色材料生產的產品。
因此開發光致變色材料,在民用品應用上有很大的發展空間和廣闊的市場。
光致變色材料的原料成本便宜,不會增加光致變色服裝、布料、纖維、塑料製品、塗料、油漆、油墨等產品太多的原料成本;而且這種材料無味無毒,也不會對環境造成汙染;它能帶給人們豐富多彩的顏色變化,調節人們的生活環境和生活情趣。