激光网3月15日消息，纤维作为一种可穿戴材料，具有透气性、柔韧性和耐磨性，使其成为可穿戴设备的理想基材。利用成熟的纺织技术，变色纤维可以集成到服装中，作为人与计算机之间的接口。使用发光、变色光纤作为通信、导航、医疗保健和物联网的接口预计将增长。
受具有荧光效应的光致变色纤维和与外部光源耦合时会发光的聚合物光纤的启发，华中科技大学和南京大学的科学家创造了一种多色、均匀发光的光致变色纤维。他们使用可大规模生产的热拉丝方法制备了纤维，该方法允许纤维结构设计的多功能性。
据研究人员介绍，目前市面上的商用发光光纤不能保证透光率均匀，因为它们容易出现透射损耗和人为缺陷。
光致变色光纤的新设计克服了这些问题。研究人员在光纤内部设计了独立的波导，以保持光穿过光纤时的内部反射。他们使用聚甲基丙烯酸甲酯作为纤维的内导光层，并在外层使用折射率较低的集成荧光复合材料。这种同轴结构使光能够在光纤内发生全内部反射。
光致变色光纤利用荧光材料的波长转换效应，实现均匀、全面的发光。它利用了多芯光纤中的多个波导芯层，可以分段单独控制，以实现广泛的颜色范围。它通过调节耦合芯层中光源的亮度来调节单根光纤中的颜色。
该团队利用荧光材料的饱和吸收效应来减轻过度漏光对光纤光度的影响，并确保沿透射方向均匀发光。光纤内部的荧光复合材料可以控制每根光纤中多种颜色系统的光谱辐射。
为了控制单根光纤内的各种颜色，研究人员优化了纤维结构以混合红-绿-蓝颜色。遵循RGB混色原理，在每根光纤内部封装多个导光芯层和不同颜色的荧光材料，以扩大颜色范围，并允许将每根光纤用于颜色调控和优化。
在最后一步中，研究人员将稳定的热塑性聚合物材料集成到纤维的外部，以密封和保护功能材料。
研究人员说：“这些纤维可以通过缝纫和针织技术轻松融入各种日常穿着中，为实现灵活、可穿戴、交互式界面提供了一种新颖的方法。“在不引起隐私问题的情况下，这一突破可以为未来的智慧城市、智能家居、人机界面和健康监测开辟新的领域。
它允许使用工业热拉伸工艺制备长达 100 m 的发光光纤，并解决了传统发光光纤制备的局限性，包括更长的周期时间和高成本。该方法有望支持纺织行业对光致变色纤维的需求。
