DOI: 10.1002/app.50039

如今，人们对智能材料的需求日益增长，这类材料的化学结构、形状和/或颜色等特性可以进行修改，以用作食品工业、制药、纺织等领域的包装材料。这些变化是由外部刺激（化学的、物理的和/或环境的（湿度、热、光等））产生的，通过这些外部刺激可创造出适用于不同工程领域的材料，例如超灵敏传感器的制备，其上述变化是肉眼可见的。通过静电纺丝制备的纳米结构传感器膜是一种有趣的替代品，近年来引起了研究人员的广泛关注。然而，有关电纺醋酸纤维素（CA）负载型光传感器应用的研究还未见文献报道。在静电纺丝最常用的材料中，CA因其广泛的可用性和低成本脱颖而出，这在许多应用中都有所体现。使用两种市售的敏感颜料，一种是热敏颜料，另一种是光敏颜料，其浓度在0％至10％（m/v）之间，以评估纳米传感器中肉眼可见的最佳含量。通过扫描电子显微镜对纤维形态的变化进行了表征。使用热重分析/差示热重分析和差示扫描量热法评估了其稳定性和热转变。利用FTIR-ATR研究了化学纤维的成分。最后，通过定性测试研究了该材料的热和/或紫外线响应。

图1.用过的颜料。（a）粉末颜料PhotoLux（PL）的照片；（b）PL颜料颗粒的扫描电子显微镜（SEM）。（c）粉末颜料ThermoLux（TL）的照片；（d）TL颜料颗粒的SEM[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图2.在不同的溶液流速下，5wt％醋酸纤维素（CA）/颜料电纺纤维形态的比较扫描电子显微镜（SEM）图像。热致变色：（a）0.8；（b）1.0；（c）1.2ml/h。光致变色：（d）0.8；（e）1.0；（f）1.2ml/h

图3.扫描电子显微镜（SEM）图像及其直方图。醋酸纤维素/PhotoLux（CA/PL）纤维（a）1.5wt％；（c）5wt％；（e）10wt％。CA/ThermoLux（TL）纤维（b）1.5wt％；（d）5wt％；（f）10wt％。（g）纯的15wt％CA纤维。（h）直方图比较[颜色数字可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图4.含5％w/v颜料的静电纺丝醋酸纤维素（CA）膜。（a）5-ThermoLux（TL），（b）5-PhotoLux（PL）。（c）切割样品以进行表征[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图5.比较红外光谱（傅里叶变换衰减全反射红外光谱[FTIR-ATR]）。（a）光敏颜料（PhotoLux[PL]）样品；（b）热敏颜料纤维（ThermoLux[TL]）[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图6.醋酸纤维素（CA）和CA/颜料薄膜的比较曲线。（a）热重分析（TGA）和（b）差示热重分析（DTG）[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图7.带有和不带有颜料的静电纺丝醋酸纤维素薄膜的差示扫描量热（DSC）曲线。（a）使用ThermoLux（TL）颜料的对比DSC。（b）使用PhotoLux（PL）颜料的对比DSC[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图8.颜色变化的定性分析。（a）颜色从蓝色变为白色的系统；（b）用醋酸纤维素/ThermoLux（CA/TL）（5％）膜进行测试；（c）将CA/PhotoLux（PL）（5％）膜暴露于紫外线下进行测试，颜色从白色变为紫色[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]