變色材料在服裝設計中的應用

王詩涵，劉 茜，張勵今，王瑩雪，孫欣怡

（上海工程技術大學 紡織服裝學院，上海 201620）

隨著消費者對服飾美感追求的提高，人們對服裝色彩的要求也從實用轉向新奇。這種轉變也在一定程度上推動了服裝產業的發展。為滿足大眾的需求，設計師們將注意力集中在服裝材料的利用和創新上。變色材料作為一種新型功能材料，可以使紡織品的顏色或圖案在不同狀態下有多種變化。這一特點吸引了設計師們的目光。變色材料應用在服裝設計中，不僅能夠給服裝增加科技感，還可以滿足消費者的審美需求，也進一步開拓了服裝設計的新視角。

1 變色材料

通常把在外部條件作用下能夠改變顏色的材料稱為變色材料[1]。按照刺激條件的不同，變色材料一般有光致、熱致、濕致和電致等4 種變色材料類型。

1.1 光致變色材料

光致變色[2]是指一種化學物質在吸收電磁輻射的一個或兩個方向上，在兩種具有不同振動吸收光譜的形式之間發生的可逆轉變，具有感光變色和反復變色的特點。光致變色材料在暗室中不顯色或顯淡色，當接觸到日光或被紫外線照射后，會迅速由無色或淺色變為彩色。這是常規印染工藝和其他化學材料都難以達到的視覺效果。光致變色材料包括二芳基乙烯、螺吡喃、螺惡嗪和三苯甲烷等。光致變色材料具有原料成本低、工藝簡單、效率高、無毒無味和綠色環保等特點，不影響人體健康，并且在后期廢舊服裝的處理中也不會污染環境，是一種優良的環保型材料[3]。

1.2 熱致變色材料

熱致變色材料[4]是一種對環境溫度敏感的功能材料，其顏色可以隨著外界溫度的變化而可逆地變化，從而創造出一種神奇多彩的效果。熱致變色材料根據材料的類型，可分為無機、有機和液晶類型。無機熱致變色材料主要包含碘化金屬型、雙鹽、金屬合金和金屬氯化物等，具有耐溫、耐久性、耐光性和加工性能好等優點。有機熱致變色材料主要含有螺吡喃、熒蒽、三芳基甲烷和有機配合物等，其優勢在于顏色組合自由度高、變色溫度不高、變色靈敏度佳。正是這些優點，使得有機熱致變色材料比其他類型的熱致變色材料受到的關注度更高。液晶類熱致變色材料還可根據分子內部的排列情況，分為近晶型、向列型和膽甾型，具有穩定性好、熱敏性高的優點，但由于其化學敏感性高、成本高，其應用受到限制。

1.3 濕致變色材料

濕致變色材料[5]在水的潤濕條件下，能夠發生顏色上的變化，其變色的主要原理是染料本身結構因水的潤濕，再加之環境中濕度的作用[4]，使其在太陽光下的可見部分的吸收光譜發生變化。

1.4 電致變色材料

在存在電流或者電位差的條件下，處于氧化還原狀態的情況，物質能夠發生清楚可見的顏色和透明度的可逆性轉變，這被稱之為電致變色[6]。電致變色材料一般分為有機型和無機型，有機電致變色材料常包括有機分子[7]、聚合物[8]和共價有機框架[9]，其具有豐富的調色板、快速響應，易于通過溶液加工制造等特點被科技人員廣泛研究。但有機電致變色材料的熱穩定性和化學穩定性較差，限制了其實際應用。因此無機電致變色材料在實際應用和潛在商業化方面一直處于前沿，這類材料具有的關鍵優點有長期耐用、工作溫度范圍廣和化學穩定性好等等。

2 在服裝設計中使用變色材料的意義

2.1 科技感與時尚感融合

在當前的大環境下，時尚界的發展趨勢是以可持續發展為原則，并在維持時尚生態鏈中尋求突破與創新。對此，革新者已經開始為未來尋找解決方案，希望在不破壞地球環境的情況下可以推出熱門的新產品。

就視覺效果而言，針對特定圖案設置不同的變色材料，隨著環境條件的變化，圖案也呈現出多種變化，能夠為服裝帶來豐富的視覺感受。就色彩設計而言，變色科技為平面靜態的單調選擇提供了更加耀眼的配色方案，并以此為基礎配合馬賽克般的拼接結構使變色服裝的色彩兼具花型圖案的設計價值，在色彩創意上為時尚提供了更多的設計空間。將科技與時尚結合，助推一種新型時尚產業，讓冷冰冰的科技，顯得柔和時尚。

2.2 提升服裝的附加價值

在民用服裝方面，智能變色服裝與傳感器件的組合，不僅增加了服裝的趣味性，還能起到表達情感、監測健康等作用?？紤]到人體各部位的溫度也可作為重要依據來診斷病情，變色材料在疾病診斷方面也大有前景。例如，借助熱敏變色材料的變色特性，可以將其應用在運動員所穿的運動衣中，設計成能夠檢測其耐力和皮膚溫度的衣服。這樣便可以通過服裝顏色的改變來判斷運動員的身體疲勞情況。教練能夠及時掌握運動員的情況，對運動員的訓練及時進行調整。此外，還可以憑借液晶類熱致變色材料顏色變化靈敏度高的優勢，設計紡織貼片。此貼片可以對人體溫度進行監測，用于一些早期的疾病檢測與提醒。

3 變色材料在服裝設計中的應用實例

3.1 光致變色服裝

在Maison Margiela SPRING 2018 COUTURE 上，設計師John Galliano 在開場時告知在場的觀眾可以打開閃光燈拍攝。于是，在強光的照射下，衣服作品反射出的彩虹光感，就像水面上的油膜一樣，發生了“薄膜干涉”現象，向四面八方擴散開來。普通的黑色外套隨即變成鐳射風格外套，如圖1 所示。

圖1 Maison Margiela 光致變色服裝

3.2 熱致變色服裝

在Alexander Wang 2014 秋冬系列[10]中，設計師王大仁展示了許多在面料的熱致變色方面的巧思與造詣。作品結合各種油墨拼色來實現面料由黑色向彩色的轉變，并使用激光切割、編織等多種方法進行了創新，如圖2 所示。在當下，智能變色紡織品擁有著非常廣闊的應用領域和可觀的發展前景。比如在時裝界，近年來就有不少的國際時裝品牌紛紛開始在成衣設計領域嘗試應用熱致變色材料?？梢灶A期，將智能變色材料與服裝設計相結合必定成為一大熱點。

圖2 Alexander Wang 熱致變色油墨服裝

Stone Island 是Ravarino 的意大利高端男裝品牌，它是Carlo Rivetti 運動服裝公司的一部分。其代表作品熱反應夾克如圖3 所示。這件服裝由棉和尼龍制成并應用了液晶型熱敏變色材料。服裝含有的微膠囊外部分子在溫度達到27 度時便會開始運動，能夠實現由黑色到綠色的轉變；而當溫度恢復到原始溫度時，服裝顏色也隨之恢復為原始顏色。

圖3 Stone Island 熱反應夾克

3.3 濕致變色服裝

濕敏變色材料很少應用于人們日常的服飾中，常用在毛巾、浴巾、泳裝和雨傘等常與水接觸的物品上面。使用效果如圖4 所示。濕敏變色物品在干燥和濕潤的環境中呈現不同的視覺效果。其在潤濕之后會顯示多種顏色，形成別致的印花圖案，并能夠實現顏色上的可逆轉換[2]。

圖4 濕敏變色的泳衣、雨傘

3.4 電致變色服裝

由玻璃或塑料等透明物質制作成的可以導光的纖維管稱為光導纖維。在服裝上應用時，可以將多個極細的塑料光纖管聚集在一起，然后在頂部添加發光二極管光源（LED 光源），形成一束光源。這種纖維管可以直接用于服裝的裝飾上，也可以將這些導光的纖維管按一定規律編織在一起后形成光纖織物（也稱為光纖布）。光纖布可以剪裁做成發光服裝[11]。如圖5[11]為Olga Noronha 2015 春夏成衣發布的作品。當光源關閉時，衣服只是一件白色的衣服，在視覺上與普通衣服沒有太大區別，但當光源亮起時，整件衣服可以呈現出絢麗的光色。

圖5 光纖布服裝作品效果

如圖6 所示，這件衣服胸前的圖案采用了一種新型的材料。這種材料類似于手機屏幕，但不是OLED 的材質，而是一種納米材料。在這種材質上可以集成一些簡單的通過石墨烯連接的電路板。電路板連接后，采用一個熒光阻塞材料并通過微弱的電流來控制衣服的變色體系，從而達到動態AI 衣服的目的。

圖6 電致動態AI 衣服

4 結語

高附加值和高效益性的變色纖維材料，是一種極富生命力的高科技功能纖維。近些年來因其變色特性吸引了服裝設計師的目光，加之更多高新技術在服裝領域的應用，使其在服裝設計方面得到廣泛的應用。將變色材料應用在服裝設計中，是科技與時尚的碰撞，也是跨界與融合的表現。服裝產業的發展憑借變色服裝的創新設計，也給人們帶來了視覺美感，促進了服裝的可持續發展。