“拉一拉颜色就变？”……国立釜庆大学·汉阳大学开发尖端纤维材料
Kim Daeseok 教授团队利用视觉传感器，加速可应用于视觉传感器的纤维材料实用化
一种在拉伸时会改变颜色、并且具有高恢复弹性的先进纤维材料已经被开发出来，备受关注。
这是由国立釜庆大学高分子工学专业的Kim Daeseok教授、同专业硕士研究生Jung Yujin，以及汉阳大学有机纳米工学系的Eom Youngho教授研究团队共同开发的、基于胆甾型液晶弹性体（CLCE，Cholesteric Liquid Crystal Elastomer）的力致变色纤维。
具有扭曲纳米结构为特征的弹性体材料，会随着外部机械力的作用改变其纳米结构，从而使反射颜色发生变化，表现出力致（机械）变色特性。力致变色可以被肉眼即时识别，使用便捷，并且无需供电即可实现半永久使用，因此长期以来在各类产业中，作为无电源可视化传感器的潜在价值备受瞩目。
尤其是在力致变色材料中，CLCE通过精密的自组装纳米结构展现出极其鲜明的颜色，一直备受关注，但其对强外力或高速形变极为脆弱，存在难以实用化的局限。
为克服这一局限，Kim Daeseok教授研究团队采用将物性优异的热塑性弹性体（TPE，Thermo Plastic Elastomer）纤维材料表面精密涂覆CLCE的工艺方法，成功开发出兼具超高强度和高速恢复弹性的CLCE基力致变色纤维。
研究团队先合成可形成扭曲纳米结构的CLCE前驱体，然后通过压力注射方式在TPE纤维表面实现均匀涂覆，使材料的物理性能和光学特性提升到可实际应用的水平。
由此开发的变色纤维在每秒8次循环、60%至100%拉伸范围的条件下，表现出无永久伸长的高拉伸-恢复能力。研究团队预计，这一材料有望直接应用于此前以传统CLCE材料难以胜任的运动服饰、移动出行以及航天航空等超高速环境领域。
此外，研究团队还提出研究结果称，通过在TPE中添加碳纳米填料并多样化调控其物性，可以制备出具备目标物性的多种CLCE力致变色纤维。
这一研究成果以题为《Ultra tough and high resilience mechanochromic fibres for real world stress detection》的论文形式，于今年2月发表在《Nature》子刊国际学术期刊上。
Kim Daeseok教授表示：“本次研究通过开发可与现有商用水平材料结合的复合体系，成功引出全新的物性，并将其可商业化程度最大化，具有重要意义。就像原本较弱的CLCE穿上类似‘钢铁侠战甲’般的TPE后能够爆发出强大力量一样，我们今后也将继续围绕那些本征特性优异但物性偏弱的材料，开展创造新功能的研究。”
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