发光纤维及织物是智能监测、显示、警示、生物医学等领域的重要研究课题。例如，基于AIE的纳米纤维织物，可作为智能人机界面的非接触式定位接口，为未来集成型可穿戴系统的发展提供新方向；多色发射纤维可编织成时尚织物，也可结合LED灯用于照明或显示、警示等；具有优异生物相容性和高杨氏模量的水凝胶光纤在癌症治疗领域是一种高效的多功能工具。

智能监测

利用扭曲的分子内电荷转移（TICT）机制和AIE特性，设计极性响应的荧光分子，利用其随着检测环境极性增加时（比如水分子）会引起发射光谱红移和荧光猝灭现象，巧妙构建湿度敏感检测的智能探针。在干燥状态下，水分子含量较低，刚性聚合物会限制AIE分子的分子内运动，导致发射波长较短，荧光强度较高；吸附水蒸气后，聚合物纤维膨胀，分子内运动触发AIE和TICT的二元效应，使发射波长变长，荧光强度降低，量化局部湿度变化。例如，JIANG等以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为载体、TPE为给体、吡啶盐单元为受体，单（TPE－P）/双（TPE－EP）为荧光源制备出均匀荧光AIE/PVP复合光纤，并集成到连衣裙中（图1a），当相对湿度升高时，装置的颜色会自动由绿色变为黄色，呈现明显的湿度响应（图1b）。同样地，借助静电纺丝技术，这些分子能够被转化为轻质的纳米非织造布。手指排汗后，绿色发光织物会瞬间转变为深橙色，清晰勾勒出手指轮廓（图1c）。

显示与警示

柔性、轻便、多色发光的纤维在智能纺织品和显示领域的应用潜力引起了很多研究者的兴趣。例如，DING等将柔性AIEgen通过连续干湿纺丝法制成的荧光纳米纤维表现出优异的机械性能，可以编织成功能性织物，用于展示、时尚和防伪（图1d）等领域。静电纺丝纳米纤维具有优异的柔韧性和良好的可剪裁性，将制备的白发光CPL活性纳米纤维薄膜封装在商业UV芯片上时，呈现出明亮的白色发射（图1e），展示了其在构建高色纯度、高稳定性、高性价比的CPL柔性薄膜上的潜力，为CPL器件的规模化生产提供了可行性。

YANG等将两种类型的纤维组装成行和列来制造离电发光织物（图1f）。一种是涂有发光层的水凝胶纤维，另一种是纯PDMS涂层的水凝胶纤维。两根光纤的每个结形成一个像素。施加电压时只有像素才会发出亮光。与传统固定刚性显示器相比，离电发光织物中像素是柔软且移动的，这使得可穿戴智能服装成为可能。钙钛矿量子点具有出色的荧光性能，可用于制备红色LED器件（图1g）。同时，利用其可逆发光特性，可作为LED高温预警器。当工作温度过高影响设备的使用寿命时，红光会熄灭，只有当仪器冷却下来时，LED才会恢复亮起，展现出独特的温度示警作用。由于AIEgen具有独特的分子结构，微环境，如pH值，会影响其在Janus纳米纤维中的性能。ZHAO等通过并排静电纺丝技术制备的Janus纳米纤维的白光纤维在HCl氛围下引起AIE－B吡嗪环质子化，导致发射颜色迅速从暖白变为绿色，由于质子化的不稳定性会在空气中迅速恢复至白色。循环20次仍具有良好响应，可用来检测HCl气体（图1h）。

生物医学

过去20年，激光辅助光热疗法已被广泛应用于癌症治疗，但厘米级穿透皮肤组织的光有限，对皮下深层组织的应用仍存在相当大的局限性。通过将光波导水凝胶纤维（OWHF）光纤植入组织并置于肿瘤部位附近，使用915 nm近红外激光照射肿瘤时，肿瘤部位的温度迅速升高，肿瘤变小（图1i）。这表明水凝胶纤维可以作为有效载体将近红外光传递到深层组织，并可作为多功能深层组织治疗的有效工具。

图1 发光纤维的应用

更多内容，请关注《纺织导报》2025年第1期“发光纤维的研究及应用进展”一文。