科创中国

具有交互功能的智能服装，是结合了新材料、生物医学、信息技术、新能源、人工智能等多学科的前沿领域，在国防军工、健康医疗、航空航天、特种防护等多个领域应用前景广阔。本人面向国防军工单兵作战和可穿戴设备需求，以低维功能材料和纳米纤维为前驱体，深入开展了有机/无机复合材料的组分设计、微观结构控制、宏观形态组装以及性能调控的研究，获得了具有变色、变形、传感、能源管理等环境交互功能的智能服装材料。

在（1）“低能耗柔性电致变色材料与器件”、（2）“超快响应柔性驱动器”、（3）“人体能量管理用服装材料”等服用柔性材料方面开展了创新工作，实现了服上人体热量与动能富集、体征信号监测、体表微环境管理、智能反馈等功能。

该纤维可完美地植入到织物中进行多种图案的编织，并实现多种颜色变化，在可穿戴显示、自适应伪装等智能服装领域具有广阔的应用前景。近些年，随着可穿戴电子产品的日益普及和智能服装概念的兴起，开发智能变色纤维，并将其应用在可穿戴显示、视觉传感和自适应伪装等领域，受到越来越多的关注。然而，在现有染整工艺中，染色后的纤维颜色无法可控地改变，导致智能变色纤维的连续化制备难度极大，也因此限制了彩色纤维的应用。

东华大学材料学院王宏志教授带领团队人员，依托东华大学在纤维材料方向的学科与技术优势，利用电致变色、电热致变色及结构色原理，长期致力于实现纤维织物色彩的智能变化，搭建智能变色纤维的连续化加工平台，希望推动智能变色纤维在国家战略特需与时尚创意两个方面的应用。近期，王宏志教授团队利用多级多孔结构，制备了具有双导电通路的可拉伸导电纤维，通过导电纤维优异的电加热特性，获得了可拉伸电热致变色纤维。

由于电致变色纤维的可控性、变色均匀性和纤维长度的提高，可使用针织机将电致变色纤维编织成大面积电致变色织物，在电压为−1.5V时，织物颜色变为蓝色，在电压为0V时，织物颜色恢复为灰色。利用电致变色纤维织物的颜色变化对人物进行伪装，展现了其根据周围环境变化进行自适应伪装的潜力。除了用于自适应伪装外，具有各种颜色变化的电致变色纤维还可以植入/编织到织物中，用于可穿戴显示。

技术合作

首先，由于复杂的器件结构和不成熟的连续加工技术，电致变色纤维只能在实验室手工制作，这导致纤维长度有限（约10cm），无法满足工业需求。其次，随着电致变色纤维长度的增加，电子转移/离子扩散距离增加，变色时间增长，难于保证均匀的颜色变化。第三，电致变色纤维中的电解质和其他活性层缺乏有效的保护，不利于长期的实际使用。因此开发普适的制备方法，构建基于不同电致变色材料的电致变色纤维，实现丰富的颜色变化，仍然是极具挑战的工作。