[实用新型]一种同轴结构的电致变色纤维

说明书

本实用新型涉及一种同轴结构的电致变色纤维。所述同轴结构的电致变色纤维由内向外依次包括导电支撑纤维、变色层、电解质层和导电高聚物包覆层；所述导电高聚物包覆层和导电支撑纤维之间通过第一外电路连接，用以提供初始化电压；所述导电支撑纤维的两端通过第二外电路连接，用以提供工作电压。本实用新型的电致变色纤维在无离子储存层的情况下，也具有耐用性好的优点，可应用于智能服装及穿戴式静态显示等领域。

技术领域

本实用新型涉及电致变色领域，尤其涉及一种同轴结构的电致变色纤维。

背景技术

随着社会的发展和人们生活水平的提高，消费者对纺织品提出了更高的要求，其中可控变色织物和穿戴式静态显示成为了消费市场的新兴发展方向。按引起材料变色的外界刺激不同，一般可以将其分为以下几类：热致变色、光致变色、电致变色、压致变色、湿敏变色、溶剂致变色等。其中，电致变色由于可自主调控及响应时间快等特性,受到了广大科研工作者的青睐，也更容易被企业家和广大消费者所接受。

电致变色器件的工作过程至少包括以下两步：(1)在正向电场的作用下，锂离子或氢离子注入电致变色材料层，引起变色层发生着色过程；(2)在反向电场作用下，锂离子或氢离子从变色层抽取出来，引起变色层发生褪色过程。在褪色的过程中，锂离子被抽取出来后往往会攻击电极，导致器件快速失效，因此需要在对电极上制备离子存储层。但是如果把电致变色器件应用于变色纤维中，离子存储层在离子注入时会产生应力释放，容易导致它从纤维上脱落下来，进而导致纤维失效。因此，一种改进的做法就是去除离子存储层。

现有技术公开了一种电致变色智能纤维的制备方法：通过将超声洗涤后的不锈钢纤维垂直放入3,4-乙撑二氧噻吩溶于高氯酸锂的碳酸丙烯酯的沉积液中进行点沉积，之后进行真空干燥制得；现有技术还公开了一种柔性电致变色纺织纤维及纺织品，包括电致变色器件以及包覆在电致变色器件外周的高分子纤维材料层，其电致变色器件由内向外依次为第一柔性基底、第一导电层、电致变色层、电解质层、第二导电层以及第二柔性基底。这两种电致变色纤维均没有使用离子储存层，虽然结构简单，但是在使用过程中，由于缺少离子存储层，在褪色时，锂离子会直接对导电层进行冲击，导致纤维的耐用性差，穿戴体验差，难以在纺织品市场及穿戴式静态显示方面应用开来。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，克服现有技术中的缺点和不足，提供一种同轴结构的电致变色纤维，其无需引入离子存储层，且耐用性好。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种同轴结构的电致变色纤维，由内向外依次包括导电支撑纤维、变色层、电解质层和导电高聚物包覆层；所述导电高聚物包覆层和导电支撑纤维之间通过第一外电路连接，用以提供初始化电压；所述导电支撑纤维的两端通过第二外电路连接，用以提供工作电压。

本实用新型的工作原理为：施加初始化电压，离子从电解质层注入至变色层，使变色层均匀着色，变色纤维处于深色态；撤去初始化电压，施加工作电压，离子在变色层内轴向迁移，离子运动到变色层的一端并隐藏，使变色层的另一端褪色，变色纤维处于浅色态；撤去工作电压，变色层中隐藏的离子向褪色的一端扩散，使变色层重新均匀着色，变色纤维恢复深色态。

相对于现有技术，本实用新型的同轴结构的电致变色纤维是基于在工作电压的驱动下，离子在变色层中的轴向迁移实现变色的，从而避免发生离子从变色层抽出的过程，不会对导电层产生冲击，因此无需引入离子储存层以保护导电层，并且在无离子储存层的情况下也具有良好的耐用性。

进一步地，所述导电高聚物包覆层的一端为透明导电端，另一端为深色导电端。优选的，透明导电端可以为涂覆有透明导电PEDOT:PSS薄膜的高分子纤维材料，深色导电端可以为涂覆有深色导电石墨烯薄膜的高分子纤维材料。