摘要：彩色與彩色光稀土夜光纖維是經(jīng)過(guò)特種紡絲工藝制成的具有夜光性蓄光型夜光纖維，系高科技功能纖維。該纖維在受光時(shí)捕集激發(fā)態(tài)電子，光照停止后進(jìn)行持續(xù)的發(fā)光躍遷。該纖維只要吸收任何可見(jiàn)光10min，便能將光能蓄貯于纖維之中，在黑暗狀態(tài)下持續(xù)發(fā)光10h以上，且可無(wú)限次循環(huán)使用。夜光纖維可廣泛應(yīng)用于建筑裝璜、交通運(yùn)輸、航空航海、夜間作業(yè)、消防應(yīng)急、日常生活及娛樂(lè)服裝等領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：彩色光；稀土；夜光纖維；性能；應(yīng)用
　　

　　1概況
　　彩色與彩色光稀土夜光纖維是一種新型高科技功能纖維，江南大學(xué)與無(wú)錫宏源化纖實(shí)驗(yàn)廠合作，從2000年5月起至2002年12月，對(duì)稀土鋁酸鹽夜光絲進(jìn)行了研制。先后投入350萬(wàn)元，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、小樣試制、中試，終于研制成功，并投入工業(yè)化生產(chǎn)。該夜光絲經(jīng)上海市輻射環(huán)境監(jiān)理所、無(wú)錫市纖維檢驗(yàn)所等檢測(cè)，符合服用纖維使用要求，該夜光絲已申請(qǐng)專利（專利申請(qǐng)?zhí)枺?2112859.6）。此項(xiàng)目于2002年11月通過(guò)了江蘇省科技廳科技成果鑒定和江蘇省經(jīng)貿(mào)委新產(chǎn)品鑒定，這是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，技術(shù)與成果水平處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。2002年12月獲得無(wú)錫市產(chǎn)業(yè)集團(tuán)公司“四新”項(xiàng)目一等獎(jiǎng)。
　　稀土夜光纖維是指利用稀土材料為發(fā)光體，經(jīng)過(guò)特種紡絲工藝制成的具有夜光性蓄光型夜光纖維。該纖維在受光時(shí)捕集激發(fā)態(tài)電子，在光照停止后進(jìn)行持續(xù)的發(fā)光躍遷。該纖維只要吸收任何可見(jiàn)光10min，便能將光能蓄貯于纖維之中，在黑暗狀態(tài)下持續(xù)發(fā)光10h以上，且可無(wú)限次循環(huán)使用。
　　其彩色是指在有可見(jiàn)光的條件下，該纖維具有的各種色彩，如紅色、黃色、藍(lán)色、綠色等。彩色光是指在沒(méi)有可見(jiàn)光的條件下，該纖維本身發(fā)出的各種色彩的光，如紅光、黃光、藍(lán)光、綠光等。
　　特別強(qiáng)調(diào)的是，蓄光型彩色夜光纖維不僅色光絢麗多彩，而且最終產(chǎn)品可以無(wú)需染色，不僅避免了染料對(duì)纖維發(fā)光性能的影響，同時(shí)也避免了染整工序產(chǎn)生的廢水對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染。該纖維可廣泛應(yīng)用于航空航海、國(guó)防工業(yè)、建筑裝璜、交通運(yùn)輸、夜間作業(yè)、日常生活及娛樂(lè)服裝等領(lǐng)域。另外值得一提的是，本項(xiàng)目研制的蓄光型彩色夜光材料不僅可以用于紡織，而且還有很多其它的用途，人們可以以它為載體，大量應(yīng)用太陽(yáng)光這個(gè)清潔、無(wú)公害、符合可持續(xù)性發(fā)展要求的能源。
　　2夜光纖維的性能
　　2.1夜光纖維的發(fā)光原理
　　彩色與彩色光稀土夜光纖維在沒(méi)有可見(jiàn)光的條件下的發(fā)光原理是：稀土元素具有豐富的電子能級(jí)，其原子的電子構(gòu)型中存在4f軌道，可以產(chǎn)生多種能級(jí)的躍遷，當(dāng)可見(jiàn)光照射稀土離子時(shí)，電子從基態(tài)或下能級(jí)躍遷至上能級(jí)發(fā)生光的吸收，將光能儲(chǔ)存于纖維之中。沒(méi)有可見(jiàn)光時(shí)，電子從激發(fā)態(tài)上能級(jí)躍遷至下能級(jí)或基態(tài)產(chǎn)生光的發(fā)射，將儲(chǔ)存于纖維之中的能量放出（如圖1所示）

　　彩色與彩色光稀土夜光纖維在沒(méi)有可見(jiàn)光條件下呈現(xiàn)彩色光的原理是：由于稀土元素含有未充滿的4f殼層和4f電子被外層的5S2、5P6電子屏蔽的特性，在可見(jiàn)光區(qū)有類(lèi)線性的吸收光譜和發(fā)射光譜及復(fù)雜的譜線，稀土離子躍遷能級(jí)間的能量差不同，因而發(fā)出不同顏色的光。例如，Y2O2S中的EU3+從5D0躍遷到7F1時(shí)產(chǎn)生橙色光，從5D0躍遷到7F2時(shí)產(chǎn)生紅色光。
　　彩色與彩色光稀土夜光纖維在有可見(jiàn)光的條件下呈現(xiàn)彩色的原理是：利用光色合成原理將三元色（紅、黃、藍(lán)）色光進(jìn)行一定方式的組合，形成色澤豐富、絢麗多彩的纖維。
　　在黑暗中能發(fā)出各色熒光的物質(zhì)稱為夜光材料。夜光材料分為自發(fā)光型和蓄光型兩種。自發(fā)光型夜光材料的基本成分為放射性材料，不需要從外部吸收能量，無(wú)論黑夜或白天都可持續(xù)發(fā)光。但是因?yàn)楹蟹派湫晕镔|(zhì)，不符合環(huán)境保護(hù)的要求，所以在使用時(shí)受到比較大的限制，廢棄后的處理也是一大問(wèn)題。本項(xiàng)目的蓄光型多色夜光纖維不僅具有發(fā)光功能，而且無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)輻射，它的生產(chǎn)與使用不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害，具有較高的學(xué)術(shù)水平和科技含量，符合環(huán)保要求。
　　2.2夜光纖維的發(fā)光性能
　　該纖維只要吸收任何可見(jiàn)光10min，便能將光能蓄貯于纖維之中，在黑暗狀態(tài)下持續(xù)發(fā)光10h以上，且可無(wú)限次循環(huán)使用。其光的顏色有紅光、綠光、黃光、藍(lán)光等，光的亮度也有多種。其發(fā)光亮度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖2所示。

　　2.3夜光纖維的服用性能
　　夜光纖維制成的紡織品在白天與普通纖維具有完全一樣的使用性能，不會(huì)使人感到有任何特異之處。更重要的是，它的發(fā)光成分已經(jīng)分散于纖維分子之中，發(fā)光特性不會(huì)受水洗的任何影響。圖3所示為針織T恤在黑暗中的效果圖，該T恤由白色夜光纖維制成。

　　3應(yīng)用領(lǐng)域
　　夜光纖維可廣泛應(yīng)用于建筑裝璜、交通運(yùn)輸、航空航海、夜間作業(yè)、消防應(yīng)急、日常生活及娛樂(lè)服裝等領(lǐng)域。例如，最近國(guó)際海事局作出規(guī)定，凡在遠(yuǎn)洋輪上工作的人員的服裝均必須要有夜光標(biāo)記。近年來(lái)時(shí)常發(fā)生中小學(xué)生在來(lái)往學(xué)校的途中，由于光線較弱而出現(xiàn)交通事故的現(xiàn)象，如果采用夜光纖維在服裝上制成標(biāo)記，可大大提高其交通安全性。在夜間軍事訓(xùn)練的降落傘上使用夜光
　　織物，就可以使訓(xùn)練人員更安全。在漆黑的地下礦井中，發(fā)光服裝便于礦工們相互聯(lián)絡(luò)，即使遭遇事故，也便于救援人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)受困的礦工。在制造消防設(shè)施、器材時(shí)，添加一定面積的夜光纖維，在火災(zāi)時(shí)不管濃煙滾滾還是比較黑暗，我們都可以馬上看到消防人員和消防器材，迅速作出反應(yīng)，達(dá)到自救和被救的目的。在夜間行駛時(shí)，夜光纖維制成的標(biāo)記物可以給駕駛員發(fā)出提示信號(hào)，避免交通事故。電影開(kāi)映后由于影院中一片漆黑，給尋找座位帶來(lái)不便，特別是影院中（或者發(fā)生火警斷電的高層建筑里）萬(wàn)一發(fā)生事故，后果更加嚴(yán)重，用夜光纖維做成的引導(dǎo)標(biāo)記和夜光服裝不僅可以引導(dǎo)尋找座位，還可以使人們?cè)诎l(fā)生危險(xiǎn)時(shí)有秩序地脫離險(xiǎn)地，以免發(fā)生相互踩踏致傷的現(xiàn)象。在舞臺(tái)上的表演者，穿上這種發(fā)光服裝，五光十色的燈光照在身上，使發(fā)光服裝能充分吸收各種光，然后舞臺(tái)上所有的燈光突然消失，只有表演者的服裝仍在發(fā)光，這樣就造就了一種特殊的舞臺(tái)效果。在家居用品方面，采用這種夜光纖維可以做發(fā)光窗簾、
　　拖鞋，即使在暗處仍然十分明顯，便于夜間活動(dòng)。在玩具制作方面，可以制作發(fā)光毛絨玩具，吸引兒童的目光。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)尚未出現(xiàn)此類(lèi)產(chǎn)品，具有新穎性。投放市場(chǎng)后，由于其特殊的性能及廣泛的應(yīng)用范圍，一定會(huì)得到迅速的推廣應(yīng)用。
　　4結(jié)束語(yǔ)
　　新型稀土鋁酸鹽夜光材料與其它高能見(jiàn)度材料相比，具有余輝時(shí)間長(zhǎng)、亮度高、無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)放射性、對(duì)環(huán)境和人體絕對(duì)安全的特點(diǎn)。首次將稀土鋁酸鹽夜光材料應(yīng)用于夜光纖維，使紡織品具有發(fā)光的特性?？蓮V泛應(yīng)用于建筑裝璜、交通運(yùn)輸、航空航海、夜間作業(yè)、消防應(yīng)急、日常生活及娛樂(lè)服裝等領(lǐng)域。
　　該產(chǎn)品具有較高的學(xué)術(shù)水平和科技含量，屬于紡織工業(yè)的上游產(chǎn)品，它不僅有利于提高化纖企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和綜合能力，促進(jìn)國(guó)內(nèi)化纖產(chǎn)品參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，增加出口創(chuàng)匯能力，而且為其后道的紡織、針織、服裝等企業(yè)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供契機(jī)，對(duì)紡織產(chǎn)業(yè)整體結(jié)構(gòu)升級(jí)和推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步起到明顯的促進(jìn)作用，獲得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益.