[发明专利]一种柔性长丝电致变色纤维及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种柔性长丝电致变色纤维，其特征在于，包括柔性基体以及依次沉积在该柔性基体上的过渡层、阴极变色层、离子传导层、阳极变色层、外电极层及保护层；所述柔性基体的直径为0.004mm-3mm，平均粗糙度为10nm-50nm；

所述过渡层为聚有机硅氧烷、氧化钛、氧化硅、氧化锡、氧化铋、氧化锆或氧化铝中的至少一种；所述过渡层的厚度为0.01μm-20μm，平均粗糙度为2nm-15nm；

所述阴极变色层为WO_x的掺杂，其中x大于2.98且小于3.2；所述阴极变色层的厚度为50nm-500nm，平均粗糙度为2nm-25nm；

所述阳极变色层为氧化铬或氧化钒的掺杂；所述阳极变色层的厚度为50nm-500nm，平均粗糙度为2nm-25nm。

2.根据权利要求1所述的柔性长丝电致变色纤维，其特征在于，所述柔性基体由经过等离子体刻蚀处理的无机材料或有机材料组成；所述无机材料选自碳纤维、金属纤维或玻璃纤维中的至少一种；所述有机材料为锦纶、涤纶、腈纶、氨纶、丙纶、氯纶、聚苯胺、黏胶纤维或醋酯纤维中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的柔性长丝电致变色纤维，其特征在于，还包括设置于所述过渡层与阴极变色层之间的内电极层。

4.根据权利要求3所述的柔性长丝电致变色纤维，其特征在于，所述内电极层或外电极层选自透明导电材料、金属材料或纤维；所述透明导电材料选自氧化锡掺氟、氧化铟掺锡、氧化锌掺铝或石墨烯中的至少一种；所述金属材料选自Ag、Cu、Au、W、Nb、Cr、Ni、Al、Pt、Ti或Fe中的至少一种；所述纤维选自碳纤维、金属纤维、玻璃纤维、锦纶、涤纶、腈纶、氨纶、丙纶、氯纶、聚苯胺、黏胶纤维或醋酯纤维中的至少一种；所述内电极层或外电极层的厚度为10nm-600nm，平均粗糙度为8nm-50nm。

5.根据权利要求1所述的柔性长丝电致变色纤维，其特征在于，所述WO_x的掺杂元素选自Al、Zr、Y、Si、Sn、Cu、Zn、Ti、Au、Ga、Ge、Cd、Sb、Bi、Cr或V中的至少一种，其掺杂量为0.1-30％mol。

6.根据权利要求1所述的柔性长丝电致变色纤维，其特征在于，所述氧化铬中铬的主要价态为+6，其次为+3；所述氧化钒中钒的主要价态为+5，其次为+4。

7.根据权利要求6所述的柔性长丝电致变色纤维，其特征在于，所述氧化铬或氧化钒的掺杂元素选自Li、Al、Zr、Y、Si、Sn、Cu、Zn、Ti、Au、Ga、Ge、Cd、Sb、Bi或W中的至少一种，其掺杂量为0.1-20％mol。

8.根据权利要求1所述的柔性长丝电致变色纤维，其特征在于，所述离子传导层选自氧化物、氮化物或锂的化合物中的至少一种，其厚度为10nm-400nm，平均粗糙度为2nm-8nm。

9.根据权利要求1所述的柔性长丝电致变色纤维，其特征在于，所述保护层选自氮化物、氧化物或有机物中的至少一种，其厚度为50nm-204nm，平均粗糙度为10nm-38nm。

10.根据权利要求9所述的柔性长丝电致变色纤维，其特征在于，所述氮化物主要包括氮化硅或氮化铝；所述氧化物主要包括氧化铌、氧化钛、氧化锆、氧化硅、氧化锌或氧化钨；所述有机物选自聚四氟乙烯、环氧树脂、聚碳酸酯、聚丙烯酰胺、据甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氧化乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。

11.一种权利要求1-10任一项所述的柔性长丝电致变色纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在柔性基体上至少通过涂覆法、溅射法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法或蒸镀法依次沉积过渡层、阴极变色层、离子传导层、阳极变色层、外电极层及保护层，以得到所述柔性长丝电致变色纤维。