1.4 黑夜中的光明使者
——夜光纤维

人类很早以前就了解到大自然中存在着夜光物质，比如我国古代就发现了夜明珠，还留有“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催”的著名诗句。人们最初视夜光物质为奇珍异宝，随着科技发展对发光材料研究的深入，逐渐认识到夜光物质主要是由于材料中含有无机盐类晶体中的激活晶态磷光体。由于激活晶态磷光体中激活剂的不同可将其分为自发光型和蓄光型两类。自发光型夜光材料的基本成分为放射性材料，不需要从外部吸收能量，无论黑夜或白天都可持续发光。但是因为含有放射性物质，所以在使用时受到较大的限制，废弃后的处理也是一大问题。蓄光型夜光材料不含有放射性物质，没有使用方面的限制，但它们要依靠吸收外部的光能才能发光，而且要储备足够的光能才能保证一直发光。

新型蓄光型长余辉发光材料由于采用新型稀土发光材料，如稀土铝酸盐（图1-16）、稀土硅酸盐和稀土硫氧化物等为主要原料，具有发光亮度高、发光时间长、化学性能稳定及安全环保等优点，在许多行业受到广泛应用。

稀土发光材料之所以在黑暗处可以发出明亮的光芒，是由于所使用的稀土元素外层具有丰富的电子能级。当激发光源照射到材料表面时，电子吸收光能后所具有的能量增加，使其从低能级跳跃至高能级；当撤去激发光源后，电子具有的能量不稳定，电子会从高能级跃迁回低能级，并以光的形式将所储存的能量释放出来，发出可见光。简单来说即发光材料受光照时，光能会储存在材料内部；在黑暗处，又会将储存的能量释放出来，发出明亮的可见光。利用发光材料优良的储能——发光原理，将其应用于纺织品中，可制备出在黑暗处发光、可见的功能性纤维。夜光纤维的研制最早在1998年，德国一公司通过在纺丝液中添加硫化锌等发光材料，制备出一种可发出绿光的纤维，但是由于日常环境中的光线难以满足该纤维的发光要求，因而其广泛应用受到制约。从2000年至今，相继有研究者开发出皮芯结构发光纤维，美国有两家公司开发了夜光纤维，但添加放射性同位素钜147制成，其使用受到限制。

在我国，由无锡宏源和江南大学纺织科学与工程学院葛明桥教授研究团队联合研制的夜光纤维产品填补了国内空白，属国内首创。该夜光纤维由特种纺丝工艺生产，即在聚酯材料纺丝液中，添加稀土长余辉发光材料和纳米级助剂，经过特种纺丝工艺制成夜光聚酯长丝。该纤维只要吸收可见光10 min，便将光能储存于纤维之中，在黑暗状态下持续发光10 h以上，产品无毒害，使用安全。同时由于发光材料均匀存在于整根发光纤维中，其夜光性能不会受到水洗的影响，可循环使用。目前，国内生产出的稀土彩色夜光纤维，即在可见光的条件下，这种夜光纤维可以呈现出红色、黄色、蓝色等；在没有可见光的条件下，自身可以发出红光、黄光、绿光等各种色彩的光，具有特殊的夜光视觉效果，如图1-17所示。稀土夜光纤维本身绚丽多彩，利用其加工成的纺织产品可以无须染色，避免了染整工序废水对环境的污染，可以称之为新型的环保纤维。同时，稀土夜光纤维具有余辉时间长、亮度高、无放射性、对环境和人体绝对安全等优点。因此，采用特种纺丝工艺制造的夜光纤维是比较理想的夜光纺织品原料。

凭借其优异的发光性能，采用特种纺丝工艺制造的夜光纤维可以应用的领域如下。

（1）安全领域

由于夜光纤维的长余辉发光特性，被广泛应用在安全服装（图1-18）中。夜光服装在白天与普通服装具有完全一样的使用性能，这种服装目前有少量应用于夜间作业、娱乐场所等光线比较黑暗的地方。近年来时常发生中小学生在来往学校的途中，由于光线较弱而出现交通事故的现象，如果采用夜光纤维在服装上制成标记，可大大提高其交通安全性。在夜间军事训练的降落伞上使用夜光织物，就可以使训练人员更安全。在漆黑的地下矿井中，发光服装便于矿工们相互联络，即使遭遇事故，也便于救援人员及时发现受困的矿工。

（2）家居用品

在家居用品的领域采用夜光纤维制作发光窗帘、发光拖鞋（图1-19）、发光地毯等，即使在暗处也十分明显，便于寻找以及夜间活动。将夜光纤维用于窗帘的蕾丝花边上，看起来美观好看的同时，也方便人们在夜间行走。应用夜光纤维制作家具用品，不仅极大地方便了消费者，而且具有很好的艺术观赏价值，如图1-20所示。

（3）娱乐服装

夜光纤维制成的纺织品在白天与普通纤维具有完全一样的使用性能，不会使人感到有任何特异之处，具有同样服用性能。更重要的是，它的发光成分已经分散于纤维分子之中，发光特性不会受水洗的任何影响。因此，更多的年轻人会选择夜光纱线制作的服饰，如图1-21所示。采用夜光花式纱线加工成的服饰产品可以吸引年轻消费者的注意力，满足他们对时尚和潮流的追求，符合年轻人的消费观念。

（4）消防领域

在制造消防设施、器材时，添加一定面积的夜光纤维，在火灾浓烟滚滚或较黑暗情况下，人们可以马上看到消防人员或器材，迅速做出反应，达到自救和被救的目的。在夜间，夜光纤维制成的标记物可以给驾驶员发出明显的提示信号，避免交通事故。在影院，用夜光纤维做成的引导标记不仅可以给观众寻找座位、夜光安全出口指示（图1-22）还可以引导观众在发生危险时有秩序地脱离险地，以免发生踩踏致伤现象。