در صنعت نساجی 2 سه نوع رنگ هوشمند داریم، به عبارتی پیگمنت هوشمند که :
- رنگهایی که بر اثر تابش اشعه UV تغییر رنگ میدهند که به اینها رنگ فتوکرومیک میگویند.
- رنگهایی که بر اثر اعمال حرارت تغییر رنگ میدهند که به آنها رنگ ترموکرومیک میگویند.
در مقاله قبلی رنگ ترموکرومیک و نحوه تغییر رنگ آن بر اثر حرارت را کامل بررسی کردیم و در این مقاله قصد داریم رنگ فتوکرومیک را کامل واکاوی کنیم.
از نظر شیمیایی
رنگی دیده شدن یک جسم وابسته به خواص مولکولی آن است. ترکیب اتم ها در یک مولکول و قرارگیری مولکول ها نسبت به یکدیگر نوع انعکاس و در نتیجه رنگ را تعیین می کند. یک جسم آبی رنگ توانایی انعکاس را به گونه ای دارد که در مواجه با نور آبی دیده شود. هر تغییر در آرایش مولکول ها و نوع پیوند مواد باعث تغییر در نور منعکس شده و در پی آن تغییر رنگ ماده می شود. اگر این تغییرات در رنگ قابل بازگشت باشند، به رنگزای استفاده شده هوشمند گفته می شود.
رنگزاهای فتوکرومیک به علت پایداری کم نسبت به انواع ترموکرومیک کمتر استفاده میشوند. علاوه بر استفاده در لباس و تزئینات در پارچه به منظور تنظیم دما، استتار، پزشکی و حفاظت استفاده می شوند.
استفاده در لباس و تزئینات
اولین نمونه های این نوع پارچه ها در دهه ی 1980 تولید شدند. تولید کننده ی ژاپنی “کانبو ال تی دی” از اسپیروپیران های میکروکپسوله برای چاپ بر روی پارچه استفاده کرد. در این تولیدات رنگ پارچه تحت تاثیر UV با طول موج 350-400 نانومتر، به صورت قابل برگشت از آبی کم رنگ به آبی پر تغییر یافت. در آخر دهه 1980، اسپیرواکسازین های پایدارتر جایگزین اسپیروپیران های نامتعادل شدند. در این زمان شرکت TORAY پروسه ی پوشش پارچه با رنگ های فتوکرومیک را آغاز کرد. پارچه ی مورد نظر با نام تجاری Sway UV وارد بازار شد و تحت تاثیر اشعه UV توانایی تغییر رنگ به آبی یا بنفش را داشت. از این پارچه برای تی شرت ها، پولو شرت ها، کاپشن و … استفاده شد.
رنگزاهای هوشمند برای استتار
استتار پنهان کردن افراد یا اشیاء توسط تقلید رنگ و طرح محیط اطراف است. امروزه در تجهیزات نظامی و ورزش های شکاری برای پوشش افراد و وسایل از این رنگزاها استفاده می شود. رنگزاهای عمومی که توانایی ظهور تغییرات قابل بازگشت را ندارند، استتار کافی را در شرایط نوری مختلف به وجود نمی آورند و شدت رنگ و طرح بدون توجه به شدت نور یکسان می ماند. آغاز استفاده از رنگزاهای فتوکرومیک به این منظور به دهه ی ۱۹۶۰ باز می گردد، وقتی شرکت امریکن سینامید برای اولین بار از اسپیروپیران های فتوکرومیک استفاده کرد. در ۱۹۹۸ کانر توانست روشی برای تطابق رنگ در درجات مختلف تابش نور ابداع کند. ترکیب افزایشی رنگزاهای فتوکرومیک و رنگزاهای معمول قابلیت گسترده تری در استتار دارد. از نظر کانر رنگزای فتوکرومیک مناسب برای استتار، رنگزای فتوکرومیک هتروسایکل دارای اکریل با نام تجاری ریورساکل هست. محققان در شرکت دوپون در حال پیدا کردن راهی برای نامرئی کردن سربازان توسط این رنگزاها هستند.
سنسورهای UV انعطلاف پذیر
سنسورهای UV انعطاف پذیر فرد را از قرارگرفتن در معرض اشعه های UV با خبر می کنند. این یک روش ساده و آسان برای مصرف کنندگان است تحت تاثیر تابش UV، منحنی انعکاس ماده در محدوده ی مرئی تغیر می کند و رنگ ظاهر می شود.
جذب کننده های فرابنفش موادی هستند که قادرند تشعشات خطرناک فرابنفش را جذب کنند. از دید مصرف کننده، محافظت کافی در برابر اشعه فرابنفش در یک محصول پارچه ای اهمیت زیادی دارد. از آنجایی که این روش یک روش آسان برای محافظت دربرابر UV به حساب می رود، لازم است تا تحقیقات بیشتری روی رنگزاهایی با این قابلیت انجام شود.
رنگزاهای فتوکرومیک محلول در آب
ساخت رنگزاهای فتوکرومیک محلول در آب قدمی رو به جلو در ساخت رنگزاهای ارزان تر برای پارچه و چرم است. این رنگزاها برای رنگ کردن مواد پروتئینی مانند کفش های چرم و اکسسوری ها، لباس های از جنس ابریشم و مبلمان طراحی شده اند. تحت تاثیر تابش فرابفش (طول موج ماکسیمم ۳۷۰ نانومتر) یک ماده ی رنگ شده از جنس سیلک (در غلظت ۲% واحد وزنی) تغییر رنگی از رنگ زرد-سبز اولیه را بروز می دهد. تغییرات رنگ پس از رنگ شدن در حالت خیس بیشتر قابل تشخیص اند. ثبات شستشو و دوام این پارچه های سیلک متوسط است.
اگر چه محدودیت های مانند آلرژن بودن برخی از این رنگزاها و یا قیمت بالای تولید آنها وجود دارد، دورنمای استفاده از این رنگزاها در پزشکی و دیگر صنایع بسیار روشن است. رنگزاها به آسانی جایگزین روش های پیچیده ی تشخیص و پاسخ به تحریکات محیطی می شوند و در مقایسه با دستگاه های گران قیمت بسیار به صرفه اند. با کاهش هزینه های تولید می توان از این رنگزاها استفاده ی روزمره گسترده تری داشت؛ به طوری که برای همه در دسترس و قابل استفاده شود.
عینک فتوکرومیک
فتوکرومیک نوعی عدسی طبی است که در حالت عادی سفید و بدون رنگ بوده و هنگامی که در معرض نور آفتاب قرار بگیرد رنگی میشود.داخل بافت این عدسی موادی است بنام کلرید نقره که به اشعه UV حساس بوده و باغث تغییر رنگ عدسی میشود. معمولا عدسی های فتوکرومیک در دو رنگ دودی و قهوه ایی متداول است.این دو رنگ بهترین گزینه برای جلوگیری از شدت نور آفتاب میباشد.
فتوکرومیک فانتزی
از دیگر رنگ های عدسی فتوکرومیک که بیشتر جنبه ی زیبایی دارد فتوکرومبک فانتزی میباشد. این لنز طبی عینک در سه رنگ صورتی , آبی و بنفش قابل تهیه است. عدسی ها در آفتاب به یکی از سه رنگ بالا تغییر رنگ میدهد. مقدار تغییر رنگ این عدسی ها , حدود ۳۰ الی ۳۵ درصد بوده .و فقط جنیه ی زیبایی دارد.
