正如“迷彩”兩個字本身蘊(yùn)涵的魅力,迷幻的色彩既可以用來偽裝也可以成為時尚追逐的元素,成為獨(dú)樹一幟的服裝。其實(shí),迷彩服的發(fā)展和戰(zhàn)爭密不可分,為了在視覺上達(dá)到隱形的效果,二戰(zhàn)后,各國迅速發(fā)展自己獨(dú)特的迷彩圖案,發(fā)達(dá)國家尤其引領(lǐng)了這股潮流。
從一定程度上看,身著迷彩服做偽裝是士兵在戰(zhàn)場上的第一道防護(hù),這也是為什么發(fā)達(dá)國家軍隊(duì)會為此傾注大量的人力和財(cái)力進(jìn)行開發(fā)研究。對迷彩面料的研究可分為多種。目前技術(shù)最成熟、應(yīng)用做廣泛的是可見光和近紅外迷彩。變色迷彩是可見光范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)不同顏色互變的迷彩,同時可滿足典型背景下的偽裝需求。總后勤部軍需裝備研究所高級工程師肖紅博士分享了她在變色迷彩方面的研究成果。
“目前,外軍變色迷彩的研究主要局限于對變色龍可改變顏色的理解,以可以改變顏色的迷彩服裝為研制出發(fā)點(diǎn),來滿足不同環(huán)境下的偽裝需求,這導(dǎo)致目前,各國都還沒有裝備此類實(shí)物樣品。”肖紅介紹道。
然而,美軍近期研制成功并裝備部隊(duì)的通用型迷彩圖案MultiCam作戰(zhàn)服,拓寬了滿足不同環(huán)境下偽裝需求迷彩服的研發(fā)思路。這款迷彩服裝通過圖案尺寸、形狀及其顏色搭配的合理設(shè)計(jì),利用人眼的視覺感知原理,設(shè)計(jì)了具有雙重結(jié)構(gòu)、智能型的迷彩圖案,使得該迷彩服在不同環(huán)境下可以凸顯該環(huán)境顏色,從而具有一種視覺上的變色效果,但衣服本身的顏色并不發(fā)生改變。
在迷彩偽裝面料的暗自競爭中,總后軍需研究所的專家們也在緊鑼密鼓地為我軍迷彩服裝爭取著技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。肖紅博士重點(diǎn)介紹了三種變色迷彩產(chǎn)品的性能及特點(diǎn)。
首先,基于熱致變色的變色迷彩,是通過熱敏涂料或染料實(shí)現(xiàn)的變色迷彩。在溫度閾值范圍發(fā)生顏色的變色,根據(jù)變色染料的變色溫度不同而不同。比如,如果采用30℃變色溫度的染料,該染料可在30℃以上呈現(xiàn)一種顏色、在30℃以下可呈現(xiàn)另外一種顏色。
“這種變色迷彩和普通織物類似,其服用性能、耐洗性能都很好,顏色可發(fā)生多次可逆變色,變色溫度范圍可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。但由于外界環(huán)境溫度不能人為控制,所以其變色也不能人為控制。”肖紅進(jìn)一步解釋說。
其次,是電致變色高聚物的變色迷彩,這類迷彩以電致變色高聚物為變色體系的變色迷彩,采用聚苯胺或者聚噻吩等本征導(dǎo)電高分子作為變色高聚物,基于電致變色期間的結(jié)構(gòu)構(gòu)成,通過迷彩圖案設(shè)計(jì),使得林地迷彩中的綠色主色調(diào)斑塊變?yōu)榛哪圆手械狞S色主色調(diào)斑塊,從而實(shí)現(xiàn)兩種迷彩的互變(見圖2)。左右兩塊織物可在不超過10秒時間內(nèi)轉(zhuǎn)變顏色,左圖中的黃色斑塊全部轉(zhuǎn)變成右圖中的綠色斑塊,轉(zhuǎn)換電壓不大于1.0V。但其在耐洗性能、服用性能等方面還有待進(jìn)一步改善。
最后,基于電泳顯示技術(shù)的變色迷彩,此類研發(fā)是將兩種不同顏色、帶有不同電荷的顆粒的電泳液包覆在微膠囊或微杯中,在微膠囊或微杯兩側(cè)施加電壓,帶正電荷的顏色顆粒移動到負(fù)極、帶負(fù)電荷的顏色顆粒移動到正極;當(dāng)改變外電場方向時,帶電荷的顏色顆粒向相反的方向移動,從而實(shí)現(xiàn)顏色的變化。這一技術(shù)已經(jīng)成功地用到了電子書、可擦寫的顯示屏或桌簽等。
該技術(shù)使變色迷彩可實(shí)現(xiàn)4種顏色變化,即綠色、灰階綠、灰階紅及紅色,斷電后可持續(xù)保持圖案長達(dá)3月及以上之久,電壓10V,變色響應(yīng)次數(shù)不低于10000次,響應(yīng)時間不大于5秒。
無論是對哈利波特式隱形的羨慕,還是對變色龍隨環(huán)境偽裝的嫉妒,普通人對于現(xiàn)在科技手段步入生活的癡迷度持續(xù)升溫。熱致變色技術(shù)就可廣泛用于各類紡織品,比如嬰幼兒或老年人的體溫檢測面料、臥具用溫度指示面料等。關(guān)于此類技術(shù)的民用化推廣,一款可以顯示電熱毯溫度的面料不失為良策。肖紅舉例說明,其方便之處在于當(dāng)電熱毯溫度到達(dá)40℃時,顯示一種顏色,便知道此時的溫度適合,需要一直保持在這一溫度;如果溫度超過人體能夠承受的溫度,則會顯示另外一種顏色,作為警示。
“當(dāng)然,可控電致變色技術(shù)或可控電泳顯示變色技術(shù)應(yīng)用到紡織品上還需要解決密封及耐洗的問題。”從技術(shù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕嵌龋ぜt指出了此類技術(shù)在民用領(lǐng)域尚待解決的問題。她還表示,如果結(jié)合導(dǎo)電面料,開發(fā)各類柔性的、可擦寫的顯示標(biāo)志如姓名牌、資歷章等小型物品,或大型的可擦寫柔性廣告面料,在未來也是拓展高性能混紡面料應(yīng)用的一大路徑。
背景鏈接:
迷彩,原意偽裝,指可以用來隱藏人體于背景的服裝,多通過服裝上的圖案實(shí)現(xiàn)對人體的分隔及其與背景的融合。迷彩作戰(zhàn)服主要包括四大要素,即色彩、迷彩圖案、織物功能及服裝結(jié)構(gòu)。
目前技術(shù)最成熟、應(yīng)用做廣泛的是可見光和近紅外迷彩。由于人體多為活動目標(biāo),除了最初單一顏色的偽裝軍服,多采用不規(guī)則斑點(diǎn)組成的多色變形迷彩作為迷彩圖案。從最初穿著單一顏色的軍服發(fā)著到穿著和背景色相融合的迷彩服。
迷彩服在二戰(zhàn)中得以迅速發(fā)展,從偽裝的角度而言,與背景最大程度的融合、從視覺上不易被注意是同一基本原則。從迷彩圖案而言,顏色及其色度學(xué)參數(shù)、圖案形狀及其尺寸是其與背景融合的關(guān)鍵要素。
國外軍隊(duì)變色迷彩研究進(jìn)展
國外軍隊(duì),特別是美軍和日軍自20世紀(jì)60年代起就開始了外軍變色迷彩的研究,其開發(fā)的軌跡基本上呈現(xiàn)如下過程。
提出“變色龍”軍服的性能追求目標(biāo),即“在紅地毯上顯示為紅色、遇到襲擊躲到樹叢中時即顯示為綠色”的理想變色效應(yīng),但直到目前也未能實(shí)現(xiàn),且必要性也不強(qiáng);繼而結(jié)合變色材料(熱致變色、光致變色、電致變色、濕敏變色、壓敏變色、氣敏變色、酸堿度敏感變色等)和發(fā)光材料、柔性顯示器的科學(xué)技術(shù)研究,逐漸分化為兩種技術(shù)路線。
一種技術(shù)路線是排除了變色材料中難以實(shí)現(xiàn)控制的熱、光、濕、壓力等控制模式,致力于電致變色材料、特別是導(dǎo)電高分子材料和過渡金屬氧化物電致變色材料的研究,并希望將電致發(fā)光材料應(yīng)用于變色迷彩。
然而,其變色前后的色相、驅(qū)動電壓、響應(yīng)速度和反轉(zhuǎn)壽命均不理想,電致發(fā)光材料的偽裝效果也不理想,因此目前還沒有國外軍隊(duì)展示其基于電致變色材料的變色迷彩樣品,由于軍事科研的保密性,目前也沒有科學(xué)技術(shù)層面的相關(guān)報導(dǎo)。
另一種技術(shù)路線是為背景圖像提取及服裝正面圖像顯示的方式,即以微型攝像機(jī)及有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)等柔性顯示材料形成服裝系統(tǒng),將背景圖像顯示在服裝上,使正面觀察者將服裝上的圖像與背景混為一體,達(dá)到偽裝效果。
這種方式能適應(yīng)各種背景條件,但也存在一些問題,一是采用發(fā)光方式本身就容易暴露;二是服裝只能顯示一種圖像,所以只能對一個方向進(jìn)行偽裝,換一個角度則更加容易暴露;三是其體系龐大,失去了實(shí)際的軍事意義。目前,日本有這樣的樣品展示。