每年被丢弃的9200万吨服装和其他纺织品中，只有不到15%是可回收的——部分原因是它们很难分类。由密歇根大学领导的团队开发的由廉价光子纤维制成的编织标签可以改变这一现状。
密歇根大学材料科学与工程教授马克斯·施泰因(Max Shtein)说:“这就像一个条形码，直接织进了衣服的面料中。”他是《先进材料技术》杂志上这项研究的通讯作者。“我们可以定制光纤的光子特性，使其肉眼可见，只有在近红外光或任何组合下才可读。”
普通的标签通常无法使用到衣服的寿命结束——它们可能会被剪掉或被洗得难以辨认，而没有标签的信息也会被磨损掉。如果将标签编差差差很疼APP免费大全B站织到织物中，在需要读取之前是隐形的，那么回收会更有效。这就是这种新型纤维的作用。
回收者已经在使用近红外分类系统，根据不同材料的自然光学特征来识别它们——例如，水瓶中的PET塑料在近红外光下看起来与牛奶罐中的HDPE塑料不同。不同的面料也有不同的光学特征，但Shtein实验室的博士后研究员、该研究的主要作者Brian Iezzi解释说，由于混纺面料的流行，这些特征对回收者的作用有限。
“要让一个真正的循环回收系统发挥作用，了解面料的精确成分是很重要的——棉花回收商不想为一件70%是聚酯纤维的衣服付钱，”Iezzi说。“自然光学信号无法提供这种精度，但我们的光子纤维可以。”
该团队将Iezzi和Shtein的光子专业知识(通常应用于显示器、太阳能电池和光学滤光片等产品)与麻省理工学院林肯实验室的先进纺织能力相结合，开发了这项技术。该实验室致力于将光子特性整合到一个与大规模生产兼容的过程中。
他们从一种预制件开始完成了这项任务——一种由数十个交替层组成的塑料原料。在这种情况下，他们使用了丙烯酸和聚碳酸酯。虽然每一层都是透明的，但两种材料的组合会弯曲和折射光线，从而产生看起来像彩色的光学效果。这和蝴蝶翅膀闪烁的原理是一样的。
预制体被加热，然后像太妃糖一样被机械拉成一根头发一样细的纤维。虽然制造工艺方法不同于用于制造聚酯等传统合成纤维的挤压技术，但它可以生产相同的几英里长的纤维。这些线可以用纺织品制造商已经使用的设备进行加工。
索尼公布ps5 logo通过调整材料的混合和预制体的拉伸速度，研究人员调整了光纤，以创造所需的光学性能，并确保可回收性。虽然光子纤维比传统纺织品更贵，但研究人员估计，它只会导致成品成本的小幅增加。
“光子纤维只需要在成品服装中占很小的比例——只有1%，”Iezzi说。“这可能会使成品成本增加约25美分，与我们都熟悉的使用和保养标签的成本相似。”
Shtein说，除了使回收更容易之外，光子标签还可以用来告诉消费者商品是在哪里和如何制造的，甚至可以验证名牌产品的真实性。这可能是为客户增加重要价值的一种方式。
Shtein说:“随着像手机这样的电子设备变得越来越复杂，它们可能有能力读取这种光子标记。”“所以我可以想象，在未来，编织标签对消费者和回收者来说都是一个有用的功能。”
更多信息:Brian Iezzi等人，用于纺织品跟踪和分类的聚合物光子晶体纤维，先进材料技术(2023)。DOI: 10.1002 / admt.202201099
由密歇根大学提供
引用本文:光子纤维从蝴蝶翅膀中借来，使隐形、不可擦除的分类标签(2023,2月6日)于2023年2月6日从https://phys.org/news/2023-02-photonic-fibers-butterfly-wings-enable.html检索
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