在工业安全领域，设备过热是引发火警、爆炸等变乱的主题隐患。。当前主流可逆热致变色纤维（RTFs）因变色温度阈值低（多低于100°C）和热不变性差，难以满足新能源设备、电子元件等中高温场景（120～180°C）的实时温度可视化预警需要。。尤其如锂电池热失控前，若能在温度突破临界点时发出视觉警报，将极大提升变乱预防能力。。因而，开发兼具高温不变性与显著变色机能的RTFs成为工业安全出产的火急需要。。

近期，信阳大学李战雄教授团队创新性地提出基于TiO?@AgI复合伙料的可逆热致变色有机硅纤维（TSIF）。。该资料通过高温空气诱导交联技术，将拥有光不变性的TiO?@AgI纳米复合物均匀分散于三元有机硅纺丝液中制备而成。。其中最优样品TiO?@AgI?·?@SiF-2在135.4°C前提下实现显著的白-亮黄色变（色差ΔE=25.72），经历170次热循环后仍维持变色机能，拉伸强度达9.89～11.33 MPa，且经500次拉伸无衰减。。其优异的生物相容性、抗菌性及耐酸碱性，为中高温设备预警提供了全新的解决规划。。

团队初创高温空气诱导交联法制备TSIF（图1a）。。以含苯环的苯基乙烯基硅油（End-?PMPS?）为主体，增长15%侧链乙烯基硅油（Side-?PMPS?）优化交联网络，使拉伸强度提升10倍。。铂催化剂在高温下激活硅氢加成反映，221°C喷丝孔道中瞬时固化成型（图1b）。。所得纤维直径均匀（300±14 μm），热不变性卓越：初始分化温度超400°C，5%质量损失点达421.27°C（图1c）。：焱夤馄字な礢i-CH=CH?特点峰隐没，批注交联结构形成（图1d）。。纤维可制成织物，在150°C环境下织物理论的“SZDX”字样由白变黄（图1f），为智能纺织品的开发提供了新思路。。

图1. a) TSIF制备道理及查克-哈罗德理论
；； b) 天然光下TSIF的图像与直径
；； c) SiF、AgI@SiF和TSIF的热重（TG）与微分热重（DTG）曲线
；； d) SiF、AgI@SiF和TSIF的傅里叶变换红外光谱（FT-IR）
；； e) TSIF的元素散布图
；； f) TSIF缝制在织物上的图案在常温与中高温下的对比。。

TiO?@AgI复合物是纤维实现变色的主题资料（图2a-b）。。原位XRD测试了局显示：在120～140°C温度领域内，AgI产生β→α相变（图2d-e），引发带隙从2.88 eV降至2.72 eV（图2h），资料从反射可见光（白色）转为选择性吸收蓝紫光（黄色）。。TiO?的引入带来两大优势：一是纳米尺寸效应与界面作用显著降低相变温度（纯AgI相变焓6.27 kJ·mol?? → 复合物0.64 kJ·mol??，图2j）
；；二是形成异质结克制AgI光分化（图2k）。。纯AgI纺丝液光照15分钟即变黑，而复合物溶液维持不变，解决了银盐类资料的光敏感缺点。。

图2. a) AgI、TiO?和TiO?@AgI?·?的紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）
；； b) TiO?@AgI?·?的X射线衍射（XRD）图谱
；； d,e) TiO?@AgI?·?在分歧温度下的原位XRD图谱
；； f) 纯AgI与TiO?@AgI?·?的差示扫描量热（DSC）曲线
；； g) 变色机制示意图
；； h) TiO?@AgI?·?在分歧温度下的Tauc曲线
；； i) TiO?@AgI?·?的晶格间距与选区电子衍射（SAED）图
；； j) TiO?@AgI?·?与AgI的相变焓（ΔH）
；； k) 纯AgI与TiO?@AgI?·?纺丝液的不变性及AgI@SiF的变色情况。。

TSIF兼具柔韧性与高强度（图3a-e）：可打结、编织（疏水角138°），单纤维轻松提拉100 g砝码。。正交尝试优化TiO?@AgI粒径散布（图3g-h），确定球磨速度为关键成分。。增长2 wt% TiO?@AgI?·?时，颗粒均匀分散于交联网络之中（图3f），拉伸强度达0.92 cN·tex??（图3i-j）
；；TiO?@AgI?·?浓度增至4.5 wt%则出现团圆，强度降落（图3l）。。循环拉伸测试显示，500次100%伸长后纤维强度维持率为94.55%（图3k），远超已报道的PDMS基纤维。。

图3. a) TSIF可打结、轻质、易缠绕且低密度
；； b) TSIF的优良延展性
；； c) TSIF的可编织性及TSIF织物的疏水性测试
；； d) TSIF的负载能力
；； e) TSIF与碳纤维的导电性对比
；； f) TSIF内部结构简图
；； g) 正交试验中TiO?@AgI?·?@SiF-2的拉伸强度
；； h) 试验3前提下TiO?@AgI?·?的粒径散布
；； i) TiO?@AgI?·?增长量对纤维强度的影响
；； j) TiO?@AgI?·?@SiF-2的应力-应变曲线
；； k) TiO?@AgI?·?@SiF-2的循环拉伸测试
；； l) TiO?@AgI?·?@SiF-2与TiO?@AgI?·?@SiF-4.5断裂截面对比。。

TiO?@AgI?·?@SiF-2在20～150°C的温度领域内出现出最优的变色机能（ΔE=25.72，图4a-b），其热导率达0.2054 W/（m·K），在170°C热台上于21秒内实现白→黄转变（图4c），170次冷热循环后仍维持变色能力（ΔE=15.56，图4d-f），循环后期出现粉色调偏移（图4e），源于Ag纳米粒子理论等离子共振效应（图4g），但未影响纤维的主题预警职能。。资料对135～136°C阈值响应误差小于1°C（图4h），可精准定位异常热源。。

图4. a,b) TiO?@AgI?·?增长量对纤维色差（ΔE）的影响
；； c) TiO?@AgI?·?@SiF-2的急剧变色个性
；； d,e) TiO?@AgI?·?@SiF-2的循环变色机能及宏观色彩对比
；； f) TiO?@AgI?·?@SiF-2在10次与170次循环后的ΔE对比
；； g) Ag纳米粒子理论等离子体共振（SPR）示意图
；； h) TiO?@AgI?·?@SiF-2的变色活络度测试了局。。

TSIF对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌率达99.99%（图5a-b），细胞毒性尝试证实生物安全性（图5c-d）。。在200°C高温或酸/碱浸泡24小时后，机械机能维持98%（图5e）。
；；馄厣15天色彩不变（图5g），8天UV老化处置后仍具变色性，但成效减弱（图5f）。。仿照尝试显示（图5h），该资料在设备温度超过阈值时即时变黄，机能远超商用热致变色聚酯（图5i）——后者260°C溶解且耐化学不变性差。。

图5. a) 分歧浓度梯度的金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli）与TiO?@AgI?·?@SiF-2作用前后的菌落平板
；； b) TiO?@AgI?·?@SiF-2的抗菌机制示意图
；； c) L929细胞存活率
；； d) L929细胞与分歧浓度TiO?@AgI?·?@SiF-2提取液共造就12小时后的照片
；； e) TiO?@AgI?·?@SiF-2在分歧温度下的机械机能
；； f) 分歧紫外线辐照时长下TiO?@AgI?·?@SiF-2的K/S值与CIE白度
；； g) 分歧紫外线辐照时长下TiO?@AgI?·?@SiF-2的热致变色机能及户外存放15天后的变动
；； h) TiO?@AgI?·?@SiF-2的仿照利用场景测试
；； i) TiO?@AgI?·?@SiF-2与商用热致变色聚酯的各项机能对比。。

这项钻研突破了传统热致变色纤维的温度与不变性瓶颈，初创的TiO?@AgI?·?@SiF-2纤维在135°C触发显著可视化警报，耐170次热循环、500次机械拉伸及严苛环境考验。。其优异的综合机能为锂电池、电力设备等中高温场景提供了靠得住的“温度视觉哨兵”，有望显著提升工业安全防护水平。。将来通过优化抗紫外线不变性，将进一步拓展其在户外监测设备中的利用远景。。

起源：纺织导报