摘要：彩色與彩色光稀土夜光纖維是經(jīng)過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。該纖維在受光時捕集激發(fā)態(tài)電子，光照停止后進行持續(xù)的發(fā)光躍遷。該纖維只要吸收任何可見光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，且可無限次循環(huán)使用。夜光纖維可廣泛應用于建筑裝璜、交通運輸、航空航海、夜間作業(yè)、消防應急、日常生活及娛樂服裝等領域。

關鍵詞：彩色光；稀土；夜光纖維；性能；應用
　　

　　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，江南大學與無錫宏源化纖實驗廠合作，從2000年5月起至2002年12月，對稀土鋁酸鹽夜光絲進行了研制。先后投入350萬元，經(jīng)過實驗室實驗、小樣試制、中試，終于研制成功，并投入工業(yè)化生產。該夜光絲經(jīng)上海市輻射環(huán)境監(jiān)理所、無錫市纖維檢驗所等檢測，符合服用纖維使用要求，該夜光絲已申請專利（專利申請?zhí)枺?2112859.6）。此項目于2002年11月通過了江蘇省科技廳科技成果鑒定和江蘇省經(jīng)貿委新產品鑒定，這是我國具有自主知識產權的新技術，填補了國內空白，技術與成果水平處于國內領先地位。2002年12月獲得無錫市產業(yè)集團公司“四新”項目一等獎。
　　稀土夜光纖維是指利用稀土材料為發(fā)光體，經(jīng)過特種紡絲工藝制成的具有夜光性蓄光型夜光纖維。該纖維在受光時捕集激發(fā)態(tài)電子，在光照停止后進行持續(xù)的發(fā)光躍遷。該纖維只要吸收任何可見光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，且可無限次循環(huán)使用。
　　其彩色是指在有可見光的條件下，該纖維具有的各種色彩，如紅色、黃色、藍色、綠色等。彩色光是指在沒有可見光的條件下，該纖維本身發(fā)出的各種色彩的光，如紅光、黃光、藍光、綠光等。
　　特別強調的是，蓄光型彩色夜光纖維不僅色光絢麗多彩，而且最終產品可以無需染色，不僅避免了染料對纖維發(fā)光性能的影響，同時也避免了染整工序產生的廢水對環(huán)境的嚴重污染。該纖維可廣泛應用于航空航海、國防工業(yè)、建筑裝璜、交通運輸、夜間作業(yè)、日常生活及娛樂服裝等領域。另外值得一提的是，本項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，大量應用太陽光這個清潔、無公害、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有可見光的條件下的發(fā)光原理是：稀土元素具有豐富的電子能級，其原子的電子構型中存在4f軌道，可以產生多種能級的躍遷，當可見光照射稀土離子時，電子從基態(tài)或下能級躍遷至上能級發(fā)生光的吸收，將光能儲存于纖維之中。沒有可見光時，電子從激發(fā)態(tài)上能級躍遷至下能級或基態(tài)產生光的發(fā)射，將儲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有可見光條件下呈現(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，在可見光區(qū)有類線性的吸收光譜和發(fā)射光譜及復雜的譜線，稀土離子躍遷能級間的能量差不同，因而發(fā)出不同顏色的光。例如，Y2O2S中的EU3+從5D0躍遷到7F1時產生橙色光，從5D0躍遷到7F2時產生紅色光。
　　彩色與彩色光稀土夜光纖維在有可見光的條件下呈現(xiàn)彩色的原理是：利用光色合成原理將三元色（紅、黃、藍）色光進行一定方式的組合，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，無論黑夜或白天都可持續(xù)發(fā)光。但是因為含有放射性物質，不符合環(huán)境保護的要求，所以在使用時受到比較大的限制，廢棄后的處理也是一大問題。本項目的蓄光型多色夜光纖維不僅具有發(fā)光功能，而且無毒、無害、無輻射，它的生產與使用不會對環(huán)境產生危害，具有較高的學術水平和科技含量，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，且可無限次循環(huán)使用。其光的顏色有紅光、綠光、黃光、藍光等，光的亮度也有多種。其發(fā)光亮度隨時間的變化規(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應用領域
　　夜光纖維可廣泛應用于建筑裝璜、交通運輸、航空航海、夜間作業(yè)、消防應急、日常生活及娛樂服裝等領域。例如，最近國際海事局作出規(guī)定，凡在遠洋輪上工作的人員的服裝均必須要有夜光標記。近年來時常發(fā)生中小學生在來往學校的途中，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記，可大大提高其交通安全性。在夜間軍事訓練的降落傘上使用夜光
　　織物，就可以使訓練人員更安全。在漆黑的地下礦井中，發(fā)光服裝便于礦工們相互聯(lián)絡，即使遭遇事故，也便于救援人員及時發(fā)現(xiàn)受困的礦工。在制造消防設施、器材時，添加一定面積的夜光纖維，在火災時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，達到自救和被救的目的。在夜間行駛時，夜光纖維制成的標記物可以給駕駛員發(fā)出提示信號，避免交通事故。電影開映后由于影院中一片漆黑，給尋找座位帶來不便，特別是影院中（或者發(fā)生火警斷電的高層建筑里）萬一發(fā)生事故，后果更加嚴重，用夜光纖維做成的引導標記和夜光服裝不僅可以引導尋找座位，還可以使人們在發(fā)生危險時有秩序地脫離險地，以免發(fā)生相互踩踏致傷的現(xiàn)象。在舞臺上的表演者，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。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，國內市場尚未出現(xiàn)此類產品，具有新穎性。投放市場后，由于其特殊的性能及廣泛的應用范圍，一定會得到迅速的推廣應用。
　　4結束語
　　新型稀土鋁酸鹽夜光材料與其它高能見度材料相比，具有余輝時間長、亮度高、無毒、無害、無放射性、對環(huán)境和人體絕對安全的特點。首次將稀土鋁酸鹽夜光材料應用于夜光纖維，使紡織品具有發(fā)光的特性?？蓮V泛應用于建筑裝璜、交通運輸、航空航海、夜間作業(yè)、消防應急、日常生活及娛樂服裝等領域。
　　該產品具有較高的學術水平和科技含量，屬于紡織工業(yè)的上游產品，它不僅有利于提高化纖企業(yè)的經(jīng)濟效益和綜合能力，促進國內化纖產品參與國際競爭，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)的新產品開發(fā)與經(jīng)濟增長提供契機，對紡織產業(yè)整體結構升級和推動行業(yè)技術進步起到明顯的促進作用，獲得良好的經(jīng)濟和社會效益.