作者:苏黎世联邦理工学院科妮莉亚·佐格 加热前的纤维
信用:EMPA 暴露在高温下的高性能纤维通常会失去它们的机械性能而不被发现，在最坏的情况下，当生命依赖于它们时，它们会精确地撕裂
例如，消防队使用的安全绳或建筑工地上用于重物的悬吊绳
Empa的研究人员现在已经开发出一种涂层，当暴露在高温下时，通过摩擦或火会改变颜色
消防队员跑进着火的大楼，系统地挨家挨户寻找需要救援的人
附在他身上的是一根安全绳，绳子的另一端是他的同事们在大楼前等候的地方
在紧急情况下——如果他因为任何原因失去知觉——他们可以把他拖出大楼或者跟着他进入大楼进行救援
但是，如果在之前的操作中，该绳索暴露在过热的环境中，它可能会撕裂
这意味着生命危险！到目前为止，还没有办法注意到绳子的损坏
Empa和苏黎世联邦理工学院的一组研究人员现在已经开发出一种涂层，这种涂层由于与热的物理反应而改变颜色，从而清楚地表明绳子是否会继续提供它承诺的未来安全性
苏黎世联邦理工学院和Empa的研究人员在2018年开发了一种涂层系统，作为硕士论文的一部分，Empa团队现在能够将其应用于纤维
“这是一个包括几个步骤的过程，”Empa高级纤维实验室的德克·海格曼说
第一层涂层只在光滑的表面上起作用，所以这种方法首先要适应，这样它也能在弯曲的表面上起作用
Empa在纤维涂层方面拥有丰富的专业知识——海格曼和他的团队过去已经开发出了导电纤维(见链接)
所谓的溅射工艺现在也已经成功地应用于最新的涂层
加热前后的纤维
信用:EMPA 效果很好的晶圆薄层 需要三层来确保纤维在加热时实际上改变颜色
研究人员将银应用到纤维本身，在这种情况下，聚酯(1
e
聚酯)和高科技纤维VectranTM
这是一个反射器——换句话说，是一个金属基层
随后是钛氮氧化物中间层，确保银保持稳定
然后才是导致颜色变化的非晶层:只有20纳米厚的锗锑碲
当这一层暴露在高温下时，它会结晶，从蓝色变成白色
颜色的变化是基于一种被称为干涉的物理现象
两种不同的波(e
g
光)相遇并相互放大或削弱
根据温度敏感层的化学组成，这种颜色变化可以调节到100到400度之间的温度范围，从而适应纤维类型的机械性能
量身定制的解决方案 变色纤维的可能应用领域仍未确定，海格曼目前正在寻找可能的项目合作伙伴
除了消防队员或登山队员的安全设备外，纤维还可用于生产设施、建筑工地等的负载绳
无论如何，关于这个主题的研究还远未完成
目前，还不可能长时间储存纤维而不丧失其功能
“不幸的是，相变材料在几个月内就会氧化，”海格曼说
这意味着即使有热量，相应的相变——结晶——也不再发生，因此绳子失去了“警告信号”
“无论如何，这一原理已经被证明是有效的，耐用性是未来研究的主题，”海格曼说
“一旦第一批工业合作伙伴对我们自己的产品感兴趣，就可以根据他们的需求进一步优化纤维
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