Textilní senzory - detekce UV záření

MARTINA VIKOVÁ, LCAM DTM TF TU LIBEREC

Textilní senzory - detekce UV záření Martina, Viková, Ing. LMBV KTM FT TU Liberec, [email protected] Abstrakt Jednou z možností ochrany organismu před působením nadměrných dávek UV záření je použití ochranných textilií, které výrazně snižují riziko vzniku rakoviny kůže. Nošení speciálních ochranných textilií je doporučováno lékaři, avšak na druhou stranu je třeba si uvědomit, že ne všechny textilie chrání před UV zářením stejně. Základním řešením by mohlo být použití SMART-Textilií se schopností aktivní reakce na působení UV záření. SMART nebo „inteligentní“ materiály jsou takové materiály, které reagují změnou určitých vlastností na daný podnět. Často jsou SMART materiály integrovány do standardních systémů, díky čemuž dochází ke zlepšení jejich užitných vlastností. Cílem prací, které probíhají v současné době v Laboratoři Měření Barevnosti a Vzhledu na Fakultě textilní Technické univerzity v Liberci je výzkum a vývoj originální metody měření pomocí flexibilních textilních senzorů, reagujících na UV-VIS a NIR oblast elektromagnetického záření. V tomto článku jsou uvedeny informace o testování senzorů z tkanin a netkaných textilií schopných reagovat barevnou změnou na UV záření. Výsledky ukazují, že vyrobené senzory vykazují citlivost jak na dobu ozařování, tak na intenzitu záření a jejich responsní charakteristika se blíží komerčně dostupným luxmetrům.

Klíčová slova Senzor, fotochromismus, spektrofotomerie, barevná hysterezní plocha, intenzita osvětlení

Úvod V poslední době se setkáváme s tím, že dochází ke zhoršování podmínek životního prostředí a narůstá počet škodlivin v okolí, které mohou nevratně poškozovat lidské zdraví a ohrožovat plnou kvalitu našeho život. Této problematice je rovněž věnována značná část výzkumu v oblasti vývoje a zdokonalování ochranných oděvů zejména jejich ochranných vlastností. Ochranou bariérou rozumíme to, jak daný oděv (textilie) chrání svého nositele před následky již zmíněné škodliviny a zda tato ochrana je částečná, či textilie plní svou ochrannou roli jen po určitou dobu a za určitých okolních podmínek. Většina ochranných oděvů není vyvinuta pro dlouhodobé nošení. Při vývoji takto pojatých bariérových struktur musíme také dbát na to, aby se nositel ochranného oděvu necítil jejím používáním nijak omezován a komfort byl z hlediska uživatele maximální. Řada ochranných oděvů je doplňována elektronikou, respektive různými senzory či přístroji, které snímají a kvantifikují množství škodliviny v okolí. I když se v poslední době věnuje pozornost miniaturizaci elektronických snímačů a také flexibilitě jejich propojení s vyhodnocovacím zařízením, dochází i k tomu, že v některých případech mohou přístroje, které jsou nutnou součástí ochranného oděvu omezovat zasahující osobu. Výše uvedený koncept ochranného oděvu či textilie nazýváme inteligentní strukturou. Nevýhodou této inteligentní struktury je, že sice monitoruje okolní podmínky a je schopná tyto podmínky vyhodnotit (kvantifikovat), ale nereaguje zpětně na změnu těchto okolních podmínek. Tuto strukturu nazýváme pasivní inteligentní textilií. Senzory a textilní struktury, které reagují odezvou a jsou tak schopny regulovat stupeň ochrany v závislosti na podnětu z okolního prostředí (změna intenzity UV záření, teploty, tlaku, elektrického pole atd..) nazýváme „Smart textilie nebo Smart oděvy“ s aktivní odezvou. Za příklad pasivních inteligentních textilií mohou sloužit textilie ve formě čidel nebo indikátorů stavu okolí. Příkladem jsou optická vlákna, která přenášejí nejen signál, ale jsou citlivá na deformaci, koncentraci určité látky, tlak, elektrický proud atd. Příkladem aktivních inteligentních textilií mohou být textilie měnící svojí barvu v závislosti na vnějším podnětu (světlo, teplo) tzv. chameleoní textilie nebo teplo obsahující textilie (schopné ukládat či uvolňovat energii podle změny teploty okolí). Do skupiny aktivních inteligentních textilií patří i textile s tvarovou pamětí (s reverzibilní změnou tvaru při ohřevu respektive chlazení). Navíc u senzorů a aktivních ochranných bariérových textilií lze dobře využít toho, že textilní struktura je snadno upravitelná spojováním (šitím, lepením nebo tepelným spojováním), je snadno udržovatelná (praní nebo chemické čištění), nemá vysokou specifickou váhu, je i dostatečně pevná, tažná a pružná. Nemalou roli při jejich využití zde hraje i to, že je jednoduše tvarovatelná bez použití změn technologie výroby a také to, že má extrémně veliký měrný povrch (u mikrovláken jeho hodnota dosahuje až stovky m2/g). Současnou výhodou výše popsané struktury inteligentní textilie - senzoru je i integrace takto pojatých textilních senzorů do systému ochranného oděvu a také jeho cenová dostupnost.

SEMIÁŘ : TEXTILIE V NOVÉM TISÍCILETÍ, TU LIBEREC 15. DUBNA 2004


Z těchto důvodů je publikovaná práce věnována výzkumu problematiky textilních senzorů s fotochromním chováním, respektive studiu dynamiky chování a modulaci citlivosti fotochromních senzorů. V práci je nově zaveden pojem a definována hystereze reverzibilní barevné změny, která je popsána hysterezní křivkou barevné změny. Tato hysterzní křivka barevné změny je popsána kinetickým modelem popisujícím rychlost (reakce prvního řádu), s jakou dochází k barevné reakci na daný podnět - v případě této práce je daným podnětem UV záření. Ověření tohoto modelu je provedeno pro textilní senzory, kde je fotochromní pigment aplikován ve formě zátěru. Fotochromismus je proces, ve kterém chemická sloučenina prochází reverzibilní změnou mezi dvěma stavy mající odlišná absorpční spektra, tedy různé barevné odstíny: • stav bez osvitu, tedy počáteční stav bez kontaktu vzorku se zdrojem (bez osvitu). Preferovaná je bezbarvá varianta stavu bez osvitu. Je však možné počáteční zabarvení vzorku, které je nutné před osvitem zaznamenat. • stav po osvitu, tedy barevná změna po osvitu vzorku. Je možná situace, kdy barevná změna po osvitu není lidským okem patrná a je nutno na identifikaci použit měřící přístroj, který je schopen tuto barevnou změnu zachytit. Je žádoucí, aby po zamezení kontaktu vzorku se zdrojem světla došlo k návratu do počátečního stavu bez osvitu. U některých pigmentů však existuje jev označovaný jako barevná paměť, kdy přes odstranění zdroje světla zůstane část barevné změny zachována a vzorek se nevrátí do počátečního stavu, definovaného jako stav bez osvitu. Základní třídy organických fotochromních sloučenin jsou tvořeny spirobenzopyrany, resp. spiroindolinobenzopyrany, spironaftooxaziny, naftopyrany, fulgidy a diaryleteny. Jako ukázka fotochromní reakce je zde uvedena reakce spirobenzopyranu na dopadající UV záření. Spirobenzopyrany se obvykle skládají z pyranového kruhu, např. 2H-1-benzopyranu, který je spojený přes společnou spiro skupinu s dalším heterocyklickým kruhem (viz obr. 1). Po expozici bezbarvé formy (stavu) spirobenzopyranu UV zářením se rozštěpí se vazba mezi kyslíkem a uhlíkem v důsledku čehož vznikne barevná forma merocyaninu a může být jako cis- (1.2) nebo trans- (1.3) nebo ortho – chinolinová forma (1.4) jejichž struktury jsou uvedeny na obr. 1.

Obr.1 Fotochromní reakce u spiroindolinobenzopyranu

Materiál a metody Vlastní experiment výzkumného projektu je členěn do tří základních studií, z nichž každá je zaměřena na určitou formu aplikace fotochromních pigmentů a studii fotochromního chování z hlediska kinetiky a dynamiky v různém prostředí : a) nános vrstvy fotochromního pigmentu na PES doprovodnou textilii b) aplikace fotochromního pigmentu barvením ve hmotě u POP vláken c) studie chování fotochromních pigmentů v roztocích Vzhledem k výhledovému cíli vyvinout použitelný jednoduchý textilní fotosenzor citlivý na UV záření a kinetickou studii chování, byla hlavní pozornost věnována sledování možnosti využití technologie nánosu fotochromní vrstvy pomocí filmového tisku a zátěrových technik. Tento experiment byl doplněn studií, která sledovala vliv UV



absorbérů a schopnost modulace vlastností textilních fotosenzorů, respektive jejich senzitivity na externí podnět a rovněž byla provedena studie závislosti intenzity barevné změny na koncentraci fotochromního pigmentu. Uvedenou základní studii bylo nutné doplnit o sledování vyčerpání fotochromní odezvy v závislosti na intenzitě zdroje a také na době osvitu včetně standardních testů světlostálostí na Xenotestu a stálosti v otěru za sucha, které odpovídají na základní otázku použitelnosti a aplikační omezení navrhnutých senzorů. Ve druhé části experimentu byla posuzována změna fotochromních vlastností při zabudování fotochromního pigmentu do vlákna tzv. barvením ve hmotě a výrobou NT technologií Melt Blown a ve třetí části bylo ověřeno chování použitých fotochromních pigmentů v roztoku při měření transmisních charakteristik a to jako doplňující studie fotochromních vlastností samotného pigmentu a jak se jeho vlastnosti mění způsobem aplikace. Pro experiment byly použity komerčně dostupné fotochromní pigmenty firmy PPG a to typ PPG–Photosol 33672, PPGPhotosol 7106, PPG-Photosol 749, PPG-Photosol 0265 a PPG- Photosol 5-3. Ukázka chemických struktur použitých fotochromních pigmentů je uvedena na obr. 2 a 3. H3 C

CH3

H3 C

OCH3

N

N H3 C

O

N O

CH3 H3CO

OCH3

Obr. 2 Pigment č. 3

Obr. 3 Pigment č. 5

Pro bližší představu jaké jsou rozdíly ve finalizaci mezi jednotlivými testovanými pigmenty, byly zhotoveny mikrosnímky pomocí skenovací elektronové mikroskopie, které jsou uvedeny níže.

Obr. 4 Mikrosnímek pigmentu č. 3

Obr. 5 Mikrosnímek pigmentu č. 5

Pro měření barevné response vzorků se zátěrem fotochromního pigmentu s akrylátovou záhustkou (obr. 6 a 7) a fotochromního pigmentu aplikovaného v netkané textilii Melt–Blown (obr. 9) byly použity remisní spektrofotometry od firmy Datacolor International Inc. • Spectralflash SF 300 X – geometrie d/8 s měřící aperturou 20mm v módu SCI • Microflash 200 d – geometrie d/8 s měřící aperturou 5mm v módu SCI Pro odstranění vlivu UV části spektra byl UV filtr nastavený tak, aby odfiltroval ultrafialovou oblast spektra, tedy pro vlnové délky pod 400 nm. Pro vlastní iniciaci fotochromního efektu byla použita koloristická skříň JUDGE II od firmy Gretag Magbeth – USA. Pro zesílení efektu UV záření byla použita kombinace simulátoru denního světla D65 a UV zářivky. Pro ilustraci na obr. 10 je znázorněna spektrální charakteristika použitého osvětlení a obrázek experimentálního zařízení.



Obr. 6 Mikrosnímek nánosu pigmentu č. 3

Obr. 7 Mikrosnímek nánosu pigmentu č. 5

Obr. 8 Mikrosnímek NT – čistý POP

Obr. 9 Mikrosnímek NT – 1% pigmentu č. 5 T estovaný světelný zdroj 2

T estovaný světelný zdroj 1 Polopropustné zrcadlo Integrač ní koule

Bílý standard Kyveta

Polopropustné zrcadlo

Monochromátor

Štěrbina Clona

IR filtr

Clona

Světelný zdroj spektrofotometru

Obr. 10 Spektrální charakteristika použitého osvětlení (UV zářivka + D65 simulátor) a koloristická skříň Judge II


Obr. 11 Optické schéma upraveného experimentálního spektrofotometru se speciálními světelnými zdroji

Fotonásobič


Pro měření roztoků fotochromních pigmentů v organickém rozpouštědle byl použit speciálně upravený spektrofotometr CS-5 Chroma-Sensor firmy Datacolor International Inc., který byl umístěný ve světlotěsné laboratoři LCAM z důvodu eliminace šumů z ostatních světelných zdrojů a jehož schéma je uvedeno na obr. 11. Úprava byla provedena přídavnou instalací světelných zdrojů a jejich vzájemnou záměnu pro studium závislosti odezvy použitého fotochromního pigmentu na spektrální distribuci použitého zdroje. Na obr. 11 jsou přídavné světelné zdroje označeny jako testovaný světelný zdroj č. 1 a 2. Spektrální charakteristiky světelných zdrojů, které jsou uvedeny na obr. 12a-d, byly měřeny pomocí přenosného spektrofotometru Avantes USB 2000 s optickým vláknem 200 µm se solární stabilizací a vyhodnoceny pomocí software firmy Ocean Optics OOBase 32 (solární stabilizace se provádí z důvodu zvýšení odolnosti optického vlákna proti snižování světelné propustnosti ve vlnových délkách pod 320 nm). Použité zdroje byly zvoleny tak, aby emisní maxima použitých zdrojů byla pokaždé v jiné vlnové délce a tak bylo možné dokumentovat vliv posuvu vlnové délky emisního maxima na intenzitu zabarvení testovaného senzoru. Spektrum UV zářivky

Spektrum rtuťové výbojky

2.5

0.7

0.6

Vyzařování [-]

Vyzařování [-]

2

1.5

1

0.5

0.4

0.3

0.2

0.5 0.1

0 200

300

400

500

600

700

0

800

200

300

400

Vlnová délka [nm]

500

600

700

800

Vlnová délka [nm]

Obr. 12a Spektrální charakteristika UV zářivky

Obr. 12b Spektrální charakteristika rtuťové výbojky

Spektrum germicidní výbojky

Spektrum rtuťové a germicidní výbojky

60

45 40

50

Vyzařování [-]

Vyzařování [-]

35

40

30

20

30 25 20 15 10

10

5 0

0 200

300

400

500

600

700

200

800

Vlnová délka [nm]

300

400

500

600

700

800

Vlnová délka [nm]

Obr. 12c Spektrální charakteristika germicidní výbojky

Obr. 12d Spektrální charakteristika kombinace rtuťové a germicidní výbojky

Vzhledem k tomu, že relace mezi hodnotami stupně remise, resp. procenta remise (u roztoků transmise) a vnímanou, resp. měřenou barevnou změnou je nelineární, bývá v kolorimetrické praxi obvyklá náhrada stupně remise funkcí remise, která vykazuje lineární závislost, nejčastěji Kubelka-Munkovou funkci (1).

K (1 − β ∞ ) = = f ( β ∞ ) (1) S 2β ∞ 2

700

I = ∫ K / S λ dλ 400

(2)

Protože Kubelka-Munkova funkce byla odvozena pro jednu vlnovou délku používá se v případech, kdy je nutné zvýšit korelaci mezi vnímanou barvou a Kubelka-Munkovou funkcí integrální vztah (2). Hodnotu I označujeme jako intenzitu vnímané barvy (odstínu). Kinetický model fotochromní odezvy během expozice vychází z následující představy (viz obr. 13), která je založena na přechodu molekuly fotochromního pigmentu ze stavu I0 ( intenzita zabarvení na počátku, resp. vzorku bez osvitu) do stavu I∞, tj. intenzity vybarvení v nekonečném čase exposice, při zanedbání degradačních jevů. I0

I∞

dI = − k (I − I ∞ ) dt I0

dI = − k (I 0 − I ) dt I∞

Obr. 13 Kinetický model pro exposici


Obr. 14 Kinetický model pro reversi


Výsledné odvození matematického kinetického modelu fotochromní odezvy v průběhu expozice je uvedeno níže. Vychází z představy, že se jedná o jednoduchou exponenciální funkci, která je znázorněna na obr. 9.

dI = −k ( I − I ∞ ) dt

dI = −k .dt I − I∞

(3)

(4)

kde I0 je intenzita zabarvení vzorku v čase t0 , I je intenzita zabarvení vzorku v čase t a I∞ intenzita zabarvení vzorku v čase t∞

⎛ dI ⎞ ∫I ⎜⎜⎝ I − I ∞ ⎟⎟⎠ = −kt 0 I

∫

(5)

po zavedení substituce I - I∞ = z → dI = dz dostáváme následující řešení integrálu v mezích od I po I0.

(I − I ∞ ) e-kt → I – I = (I - I ) e-kt dz I = ln z → = [ln (I − I ∞ )]I 0 = ln ∞ 0 ∞ (I 0 − I ∞ ) z I = I∞ + (I0 - I∞ ) e-kt (6)

Kinetický model fotochromní odezvy během reverse je ve srovnání s modelem během expozice v zásadě opačným problémem a vychází představy ilustrované obr. 14.

dI = −k ( I 0 − I ) dt

(7)

⎛ dI ∫I∞⎜⎜ I 0 − I ⎝

(9)

I

⎞ ⎟ = −kt ⎟ ⎠

dI = − k .dt I0 − I

po zavedení substituce I0 - I = z → dI = dz dostáváme následující řešení integrálu v mezích od I∞ po I.

∫

dz = ln z z

→ I – I0= (I∞-I0) e-kt

I = I0 + ( I∞ -I0) e-kt

(8)

→

[ln(I − I 0 )]II∞ = ln (I − I 0 ) ] = e-kt (I ∞ − I 0 )

(10)

Výsledky Ukázka proložení experimentálních dat výše uvedeným modelem je uvedena na grafu 1, kde jsou zobrazena data, jak v průběhu exposice, tak v průběhu reverse. Korelační koeficienty se pohybují v rozmezí 0,91-0,99 pro všechna měření provedená na vybraných fotochromních pigmentech. Vzhledem k tomu, že fotochromní pigmenty vykazují reversibilní fotochromní změnu (experimentálně bylo naměřeno 200 ekvivalentních osvitových cyklů), byly připraveny pro účely kvantitativního hodnocení a zavedeny grafy hysteresních smyček. Tento graf vznikne zrcadlovým překlopením křivky závislosti intenzity vybarvení I na době regenerace, během reversního cyklu fotochromního pigmentu. Ukázka takového grafického zpracování je uvedena na grafu 2. Z hlediska dalšího hodnocení pak je zajímavé zavedení pojmu hysteresní plocha, která je dána rovnicí (11) :

H P = ∫ I ∞ + (I 0 − I ∞ )e − kt dt − ∫ I 0 + (I ∞ − I 0 )e − kt dt


(11)


Graf. 1 Ukázka proložení experimentálních dat

Graf. 2 Hysteresní plocha pigmentu č.3

12000

10000 0,0 % UV ABS

1,5 % UV ABS

3,0 % UV ABS

HP

8000

6000

4000

2000

0

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Intensita osvětlení /lx/

Graf 3 Proložení experimentálních dat u pigmentu č. 3 modelem hysterezní plochy

Graf. 4 Závislost HP na intenzitě osvětlení pro různé koncentrace UV absorbéru

Na grafu 3 je znázorněna plocha hysterezních křivek, která tvořena propojením křivek modelů hysterezních křivek pro 0; 1,5 a 3,0 g/l použitého UV absorbéru. V důsledku působení UV absorbéru dochází k zúžení HP, zároveň je zřejmé, že interpretace prostorových grafů bude pro více koncentrací, resp. intenzit osvětlení, velmi komplikovaná. Naproti tomu se ukázalo, že interpretace závislosti mezi HP a intenzitou je podstatně jednodušší. Jak dokumentuje graf 4, závislost velikosti hysteresní plochy na intenzitě osvětlení E je lineární a UV absorbéry snižují velikost HP i směrnici lineární regresní funkce. Korelační koeficienty lineární regrese závislosti HP na intenzitě osvětlení se pohybují v rozmezí 0,994-0,996. Což je sice částečně dáno relativně malým počtem experimentálních bodů, ale i přesto lze konstatovat, že testované textilní senzory vykazují shodnou citlivostní charakteristiku, jako klasický luxmetr.

Diskuse Jak bylo uvedeno výše, doposud připravené textilní senzory vykazují vysoký stupeň korelace s komerčně dostupnými luxmetry. Počet měřících cyklů, kterými může textilní senzor projít bez významné ztráty citlivosti se v současné době pohybuje okolo 200 cyklů. Tato skutečnost se na první pohled může jevit jako určité omezení, na druhé straně je nutné zdůraznit nízké výrobní náklady při výrobě textilních senzorů a také jejich integrální začlenění do oděvů případně jiných součástí. Pro detailní popis chování fotochromních pigmentů aplikovaných jako UV senzory je však nicméně nutné důkladně diskutovat jejich chemismus aplikovatelnost. Kromě použití fotochromních pigmentů ve formě nánosu na povrchu textilie, byla studována i možnost aplikace těchto pigmentů technologií barvení ve hmotě. Jak si lze povšimnout na mikrosnímcích Obr. 8 a 9 při přípravě netkaných textilií pomocí technologie melt-blown, která se jevila z technologického hlediska jako nejméně náročná, se projevil vliv přísady masterbatche (granulát POP dotovaný fotochromním pigmentem). Na obr. 8 je dokumentována vcelku rovnoměrná jemnost vláken z čistého POP, kdežto obr. 9 dokumentuje nerovnoměrnost jemnosti a výskyt klků POP. Jak bude ukázáno během prezentace právě v těchto klcích se koncentroval fotopigment. I přes



nerovnoměrnost jemnosti vláken a distribuce fotopigmentu ve struktuře netkané textilie bylo možné provádět reprodukovatelné měření, neboť použitá měřící apertura a vícenásobné měření tuto nerovnoměrnost eliminovaly. Na druhé straně je nutno připustit, že technologie výroby fotocitlivých vláken barvením ve hmotě by vyžadovala ještě další velmi intenzivní vývoj. Jak však ukázaly výsledky měření chování fotopigmentů v roztoku, nebude pro VCT tato oblast v nejbližším období prioritou, neboť se jak u netkaných textilií, tak u roztoků objevil problém tzv. „barevné paměti“. I když lze konstatovat, že barevná paměť byla u roztoků nejsilnější a u netkaných textilií se začala projevovat pouze u vyšších koncentrací a vyšších intenzit osvitu, byla pochopitelně testovány i u vzorků aplikovaným fotochromním nánosem. Zde se však během studovaného obvyklého počtu měřených cyklů tento problém neobjevil. Jedním z možných vysvětlení, je skutečnost, že se fotopigment vyskytuje v nánosu ve formě částic, kdežto v roztoku je v monomolekulární formě (maximalně v jednoduchých molekulárních asociacích). Na grafech 5 a 6 je dokumentována skutečnost, že s nárůstem koncentrace dochází k retardaci schopnosti fotochromního pigmentu rekombinovat svou strukturu do výchozího stavu – odstínu. Dále je zřejmé, že po ukončení stimulace fotochromního pigmentu dochází ke relaxaci ve dvou fázích – rychlé a pomalé. 26

24

24

22

22

20

20

18

18

16

16

14

14

b*

b*

26

Po 4dnech relaxace

12

12

Po 2 dnech relaxace 10

10 8

8

6

6

osvit 1,4g/l osvit 2,1g/l osvit 2,8g/l

4 2 0

reverze 1,4g/l reverze 2,1g/l reverze 2,8g/l

4

0 -2

0

2

4

6

8

10

12

osvit 3,5g/l osvit 4,2g/l

2

14

-2

0

2

4

6

8

10

reverze 3,5g/l reverze 4,2g/l

12

14

a*

a*

Graf. 5 Znázornění relaxace projekcí na chromatickou plochu a*b* Pigment č. 5 - koncentrace 1,4, 2,1 a 2,8 g/l

Graf. 6 Znázornění relaxace projekcí na chromatickou plochu a*b* Pigment č. 5 – koncentrace 3,5 a 4,2 g/l

Vliv distribuce světelné energie na responsi jednotlivých fotochromních pigmentů znázorňuje graf 7, zde můžeme vidět, že fotochromní pigmenty nereagují na záměnu osvětlení stejně. Lze říci, že nejcitlivěji reagovaly pigmenty č. 4 a 5. Důvodem může být skutečnost, že absorpční maximum u zbývajících fotochromních pigmentů leží v jiném pásmu, než se vyskytovala emisní maxima u testovaných světelných zdrojů. Posun odstínu pigmentů PPG v závislosti na použitém zdroji osvětlení

7106 0749 33672 5-3 0265

bez osvitu

UV výbojka 20min osvitu Germicidní výbojka 20min osvitu UV zářivka 20min osvitu Kombinace 20min osvitu

Graf. 7 Vliv spektrální distribuce světelného zdroje na barevnou odezvu senzoru

Graf. 8 Závislost velikosti Hp na koncentraci a intenzitě osvitu

Jako poslední zde uvádím studii vlivu koncentrace fotochromního pigmentu v nánosu na velikost hysterezní plochy Hp . Graf 8 dokumentuje skutečnost, že optimální koncentrace testovaného pigmentu leží mezi 1-1,5 g na 30 g záhustky, tj. 30 – 50 g/kg. V další studii plánované v rámci výzkumu VCT budou sledovány i nižší koncentrace,



které jsou z pochopitelných důvodů výrobně zajímavější. Graf 8 je znázorněním naměřených dat a proto je získaná plocha poměrně nerovnoměrná. Dalšího vyhlazení je možno dosáhnout pomocí modelu hysterezní plochy. Celkově představuje tato práce jenom část realizovaných výzkumných prací v oblasti UV textilních senzorů. V současné době probíhá vyhodnocování experimentů zaměřených na testy světlostálosti, stálosti v praní, stálosti v počtu měřících cyklů, atd.

Literatura a odkazy 1) B. Van Gemert, in Conference Papers from ChemiChromics USA ’99, New Orleans, January 1999, Spring Innovations, UK. 2) Viková,M.: Textile photo chromic sensors for protective textile,Textile Science 03, 16 – 18.June 2003 Liberec, Czech Republic 3) Viková, M. : UV sensible sensors based on textile fibres, International Lighting and Colour Conference, 02 to 05 November 2003, CapeTown, South Africa

Poděkování Tato výzkumná práce je podporována jako součást projektu VCT LN00B090 Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy.


Textilní senzory - detekce UV záření

Recommend Documents