[发明专利]一种基于反射型电致变色器件的变色迷彩织物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于反射型电致变色器件的变色迷彩织物及其制备方法，基于反射型电致变色器件结构、完全采用柔性织物电极，即在不同低电压下呈现不同颜色的电致变色高聚物，并将其置于柔性导电迷彩织物上，通过胶状的电解质和表面涂覆有离子储存层的柔性导电织物与电极相连接的变色迷彩织物及其制备方法。该方法可实现完全基于柔性织物电极、且透气透湿等服用性能的变色迷彩织物。

背景技术

迷彩织物伪装技术。迷彩服通过多色块合理搭配破坏整体轮廓特征、并将整体色调融合于背景，使得迷彩服的光谱反射率与背景相似，从而达到伪装效果。由于各种作战环境的地物和植被条件千差万别，故产生了分别与各自适应的环境相融合的丛林、林地、荒漠、海洋、城市及山地、高原、极地和雪地迷彩等图案或迷彩服。显然，林地迷彩不能在荒漠背景中得到融合，丛林迷彩也不可能在雪地上得到良好的隐蔽效果。因此，军方研究人员一直关注能在两种甚至多种环境下均可达到良好伪装效果的变色迷彩图案或服装。

作为一种理想的作战服伪装防护面料，变色迷彩一直受到发达国家军队的积极关注，美军和日军自60年代起就开始了变色迷彩的研究。其开发的轨迹如下：首先提出“变色龙”作战服的变色概念和目标，即“士兵在红地毯上显示为红色、遇到袭击躲到树丛中时即显示为绿色”的典型变色效应，但实际上就当时的科学技术而言缺乏可能性，且也没有军事价值；继而结合变色材料、发光材料和柔性显示器的科学技术研究，逐渐分化为两种技术路线，即：

(1)排除了难以实现主动控制的以热、光、湿、压力等因素为诱因的变色材料，致力于电致变色材料特别是导电高分子材料和过渡金属氧化物电致变色材料的研究，并希望将电致发光材料也应用于变色迷彩。但电致变色材料变色前后的色相、驱动电压稳定性要求、变色响应速度及可逆变次数尚难满足变色迷彩的技术要求，电致发光材料的伪装效果也不理想。故目前还没有展示其基于电致变色和电致发光材料的变色迷彩样品，因军事科研的保密性，目前也没有科学技术意义上的相关报导；

(2)采用背景图像提取及服装正面图像显示的方式，即以微型摄像机及有机发光二极管(OLED)等柔性显示材料形成服装系统，将背景图像成像于服装正面，使正面观察者将服装上的图像与背景混为一体，达到伪装效果。这种方式能适应各种背景条件，但是：A.采用OLED发光方式本身就不利于隐蔽容易暴露；B.服装只能显示一种图像，故只能对一个方向进行伪装，换一个角度观察时很易暴露；C.体系庞大，失去实际军事意义。目前日本东京大学有此类“适景伪装”研究并有样品展示。

虽然常有报道称外军正在(甚至已经)研制成功具有类似蜥蜴(变色龙)变色效应的变色迷彩，以温度、湿度、pH值变化、光照激发、电场激发等物理化学因素变化为诱因的变色材料也已出现，但能受控循环变色且分别与两种及以上不同的地貌视觉特征相吻合的变色迷彩未见公开报道。

电致变色器件技术。电致变色(EC)是指材料在电场或电流作用下，发生光吸收或光散射导致颜色发生可逆变化的现象。具有实用价值的电致变色材料具有低的开关电压，一般为-1V～1V；好的固有记忆效果及变色效率、循环周期及循环稳定性。包括有机和无机电致变色两大类材料，常见的电致变色材料有WO₃、TiO₂等过渡金属氧化物，导电聚合物、酞花箐、液晶等有机物以及普鲁士兰系列。其中，无机电致变色物已经在工业上得到广泛应用，比如WO₃已用于电致变色窗，但无机电致变色物的缺电是制备工艺复杂、成本高、且发光颜色难调节、颜色种类较少、并难以实现柔性化。有机导电高分子掺杂/脱掺杂的过程即氧化或还原的过程中可以产生完全可逆的颜色变化，比如聚苯胺(PANi)、聚噻吩、聚吡咯等，且有机导电高分子存在成膜性好、颜色可调、成本低等优点，研究最多的还是集中于PANi。

目前，电致变色器件多为“三明治”型结构，如电致变色窗，即将电致变色物以涂层或薄膜方式夹在包含有电解质、离子储存层的两个电极之间，为了是颜色变色得以对外界展示，要求其中至少一个电极是透明电极。而目前市售的透明电极如ITO/PET等不够柔软、厚度较大188μm，其它可能的电极材料比如导电胶、PEDOT/PSS、金属网或面料等多具有颜色或其它缺电，这导致电致变色器件难以实现柔性化。

因此，提供一种能在两种或以上迷彩图案之间互变的、基于反射型电致变色器件的变色迷彩织物及其制备方法就成为该技术领域急需解决的技术难题。

发明内容