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全 球 全球發光纖維紡織品發展概況 一、發光纖維紡織品的發展 發光材料早在古代就已為人們所知，夜明珠是傳說中能在夜間閃耀發光、價值昂貴且十分稀罕的天然珠寶，千百年來，人們試圖揭開夜明珠夜間發光的謎底，有人說是能發出磷光的螢石（氟化鈣CaF2），有人說是自然發光的巨粒金剛石，人們對夜間自然發光的現象有一種本能的好奇，並產生一致的崇拜。根據紡織所ITIS計畫研究，日本最早工業化生產夜光塗料的是藤木顯文，1922年，他首先從德國進口夜光塗料。1929年他創立日本夜光塗料製造所，開始夜光塗料的國產化。 近100年來，隨著各種夜光塗料(螢光體)相繼開發成功且性能大為改進，使得夜光塗料逐漸實現了工業化和推廣應用。這種發光材料能夠吸收日光或燈光，並將所吸光能儲存起來，當光源停止照射時，又將所吸收的光能釋放出來。 效發光纖維是指利用稀土材料為發光體，經過特種紡絲方法製成的具有夜間發光性能的纖維。該纖維只要吸收任何可見光10分鐘，便能將光能蓄貯於纖維之中，在黑暗狀態下持續發光10小時以上，且可無限次迴圈使用。在沒有可見光的條件下，該纖維本身能發出各種色彩的光，如紅光、黃光、藍光、綠光等。稀土發光纖維在受光照射時捕集激發態電子，在停止照射後進行持續發光躍遷。 稀土發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光性能的影響，同時也避免了染整工程產生的廢水對環境的污染。這種發光纖維材料不僅可以用於紡織，而且還有很多其他的用途，人們可以以它為載體，利用太陽光這個清潔、無公害、符合環保和可持續性發展的能源，所製得的產品廣泛應用於紡織服裝、航空航海、國防工業、建築裝璜、交通運輸、夜間作業、日常生活及娛樂休閒等領域。 早期的自發光材料，可以追溯到居里夫人發現的鐳元素，這時的自發光材料可以稱之為第一代自發光材料，具有一定的輻射性。第二代自發光材料，即傳統的硫化物螢光材料，由於其對人體具有一定的毒害性、放射性，以及發光亮度低和持續時間短等缺點，而使其應用領域受到很大的侷限。 20世紀60年代，科學家才發現了一系列長效型發光材料，並廣泛應用於各個領域。第三代蓄光型自發光材料於90年代問世，與前兩代自發光材料相比，這種材料具有無毒、無放射性等顯著優點。 二、發光纖維紡織品的分類 根據紡織所ITIS計畫研究，發光材料分為自發光型和蓄光型兩類，自發光型發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發光。但是因為含有放射性物質，不符合環境保護的要求，所以在使用時受到比較大的限制，廢棄後的處理也是一大問題。 蓄光型發光材料為硫化鋅發光材料，以及最近發展較快的稀土鋁酸鹽系列發光材料。稀土鋁酸鹽發光材料具有發光時間長、亮度高、無毒無害無放射性、化學性能較穩定等優點，其發光性能明顯優於硫化鋅。 就分子結構而言，稀土元素具有豐富的電子能級，可以產生多種能級間的躍遷，當可見光照射稀土離子時，電子從基態或下能級躍遷至上能級，發生光的吸收，將光能儲存於纖維之中。沒有可見光時，電子從激發態上能級躍遷至下能級或基態，產生光的發射，將儲存於纖維之中的能量釋放出來。稀土離子躍遷能級間的能量差不同，就能發出不同顏色的光。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，從而形成色澤豐富、絢麗多彩的效果。 選用鋁酸鹽系列發光材料作為發光纖維或織物的整理材料，是因為其可充分利用日間的可見光，將太陽能存儲於其中，並在夜間釋放出來，工作時不再需要直接的照射光源，從而節約大量的電能。 三、各種新型發光布料 ▲能照明的神奇布料 日前，一種新型的以紡織物為基礎的照明材料問世，它能在白天吸收太陽能，並在晚上為數百萬生活在沒有電力設施地方的人提供照明。 6塊這樣的攜帶型發光樣品相當於一個60瓦燈泡的亮度。一個14盎司的肩帶就能轉變成一個照明天棚；一個2.5磅的肩挎包打開後就是一個燈籠；一個3磅重的背包也能做照明工具用。一個8盎司的墊子卷起來或打開都能提供一個足夠閱讀的空間。 這種可攜帶型的光源模型可以被製成攜帶型包，甚至工具、墊子和有肩帶的包，用來為家庭、教室和鄉村小型工廠提供照明，同時也可以來改善發展中生活社區的居住狀況。 該項目的主要研究者希拉·甘迺迪說：這種攜帶型光源的基礎結構是可分散的。使用時無需接在任何電源上。 密歇根大學的科學家研製出的這種發光布採用了以下技術：織入布料中的太陽能電池吸收太陽能，並將其轉化成電壓。在通過這樣的電壓對鋰電池充電，所得電能為織入布料的發光二極體提供能量。 用來做發光布料的紡織品是用半透明的、防反射的布料製成的，它十分耐用，並能增強光的亮度。每充5小時電就足以提供用於閱讀和工作的5小時照明。 研發該技術的研究小組在墨西哥顧問團的協助下為惠喬爾印第安人研製出了這種多功能的產品。惠喬爾印第安人生活在馬德雷山脈的半