自然界里的自發光材料不勝枚舉，從我國古代傳說中的夜明珠到居里夫人發現的鐳元素都屬這一范疇。然而，社會發展到今天，人們不但對發光纖維的需求與日俱增，同時，對纖維材料本身的安全性、環保性更是越來越重視。鐳元素以及傳統的硫化物熒光材料都有一定的毒害性、放射性，以及發光亮度低和持續時間短等缺點，因此其應用領域受到局限，這樣，稀土夜光纖維則應運而生。
日前，由江南大學、江蘇國達線路成套有限公司合作完成的“高效蓄能型多色稀土夜光纖維的制備關鍵技術及產業化”項目獲得2013年度“紡織之光”科學技術二等獎。
該項目針對中心稀土離子及配位等對夜光材料的可見光吸收效率、能量傳遞與蓄儲效率、發光性能等進行了系統的研究，并在此基礎上利用溶膠—凝膠與高溫固相燒結相結合的方法，成功研制出適合纖維用的稀土夜光材料。
傳統纖維有弊端
制造夜光纖維的發光材料分為自發光型和蓄光型兩種，自發光型夜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。但是因為其含有放射性物質，所以在使用時受到較大的限制，廢棄后的處理也是一大問題。蓄光型夜光材料不含有放射性物質，沒有使用方面的限制，但它們要依靠吸收外部的光能才能發光，而且要儲備足夠的光能才能保證一直發光。
“傳統的夜光織物是將發光材料通過涂層法制成，織物手感、服用性、耐洗滌性及發光效果差，而且生產及使用過程中對環境的污染嚴重。傳統的蓄光型夜光材料的另一個缺陷是亮度不夠，且發光時間短。后來有研究者在硫化鋅熒光材料中摻入一種放射性同位素鉅147，其發光的效果是理想了，但放射性元素的介入，不符合環境保護的要求。因此研制一種高效而又無公害的蓄光型發光材料勢在必行。”江南大學功能性纖維研究室主任葛明橋介紹說。
高效環保為亮點
“簡單地說，高效蓄能型多色稀土夜光材料是經紫外光或可見光等光源的短時間照射后，離開光源，能持續發光的功能材料。”葛明橋談道。
據了解，高效蓄能型多色稀土夜光纖維是以聚對苯二甲酸乙二酯等高分子材料為基體，運用功能助劑，將摻入稀土的夜光材料基質移植到基體中，經反應，生成具有夜光性的蓄光型紡絲基體。通過紡絲得到的夜光纖維只要吸收各種可見光1分鐘，便能將光能蓄貯于纖維之中，在黑暗狀態下可持續發光10小時上，而且可循環使用。同時，該項目對多色夜光高分子聚合物紡絲的制造原理、加工方法進行了研究，設計改造了紡絲設備，優化了紡絲工藝，成功地研制出多種不同品種及色彩的稀土夜光纖維。它不僅擁有絢麗、持久的色光，而且最終產品無需染色，從而避免了染整工序所需的大量用水以及對環境造成的污染。
高效蓄能型多色稀土夜光纖維是我國具有自主知識產權的新技術、新材料，填補國內空白。夜光纖維，不僅余暉亮度高、時間長、色譜光譜全，而且具有良好紡織加工性能。主要技術優點有：1.多色稀土夜光纖維的蓄光、發光原理；2.制備稀土夜光材料的關鍵技術，著重研究了夜光材料的含量、粒徑以及硼酸的含量對夜光材料余輝特性的影響，并總結了最優工藝參數；3.高效蓄能型多色稀土夜光纖維產業化制備的關鍵技術；解決了夜光纖維在生產加工和使用中手感差、強度低和毛絲多的問題；4.夜光纖維產品開發技術，開發了系列產品投入市場。
產學研用顯優勢
針對“高效蓄能型多色稀土夜光纖維的制備關鍵技術及產業化”項目，在由江南大學、江蘇國達線路成套有限公司組成的產學研用攻關團隊中，依托江蘇國達線路成套有限公司先進的制造設備，發揮江南大學功能性纖維研究室對發光纖維多年的研究優勢，在應用基礎研究、技術開發、技術轉讓等方面江南大學與江蘇國達線路成套有限公司開展產學研用合作。
“我們公司有多年的夜光材料、夜光纖維的生產經驗，而江南大學功能性纖維研究室也針對多色稀土夜光纖維項目進行了多年的研究，項目中的部分內容也入選了國家高技術研究發展計劃863項目專題。合作過程中，江南大學主要負責高效蓄能型多色稀土夜光纖維的制備關鍵技術的研發，我們公司負責項目的市場化推廣，公司和學校互為反饋，充分利用項目單位現有的產學研用一體化條件，將所開發的技術快速應用到規模生產中，縮短了技術和產品開發完成的過程和時間。高效蓄能型多色稀土夜光纖維經中國計量科學研究院檢測，夜光纖維在標準光源（D65）、1000 Lux，照射1分鐘達到飽和亮度1.78cd/m2，10小時后亮度為3.22×10~1cd/m2。項目總體技術水平達國際先進，其中產品性能水平達國際領先。”江蘇國達線路成套有限公司負責人介紹說。
據了解，目前高效蓄能型多色稀土夜光纖維已投入產業化生產，開發出多種不同色光、不同亮度的夜光纖維并利用這種夜光纖維開發出可適于針織、針鉤、編織、刺繡等領域，主要產品如工業縫紉線，繡花線，服裝面料、服飾及裝飾性織物，終端產品如內衣、窗簾、門簾、臺布、鞋帶、手機掛帶、繡花、毛絨毯、地毯、掛毯、沙發面料、刺繡產品等。
高效蓄能型多色稀土夜光纖維產品在投放市場過程中得到客戶和消費者的肯定和矚目，產生良好的經濟效益。目前，高效蓄能型多色稀土夜光纖維及制品的銷售額達到8000多萬元，實現利稅3200萬元。
