簡(jiǎn)析智能紡織品的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用

崔喜 謝銘媛 隋明芳 馮振杰 李明慧

摘 要：由于社會(huì)的進(jìn)步和人們生活水平的不斷提高，智能紡織品受到了人們更多的關(guān)注。近年來，國(guó)內(nèi)外科研人員都在不斷探索對(duì)智能紡織品的研發(fā)，在醫(yī)用保健、娛樂體育、軍事防護(hù)、服裝消費(fèi)品領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了智能紡織品發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)，總結(jié)出智能紡織品應(yīng)該加快在醫(yī)療保健領(lǐng)域以及在耐洗滌柔性化、安全性、標(biāo)準(zhǔn)化方面的研究。隨著科學(xué)技術(shù)在紡織服裝上的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)展，智能紡織品將給紡織服裝行業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：智能紡織品;發(fā)展;應(yīng)用

一、簡(jiǎn)述智能紡織品定義

智能紡織品定義智能紡織品是將生物、醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科技術(shù)融合到紡織品中，能夠感知環(huán)境條件或環(huán)境因素的刺激并能做出相應(yīng)的響應(yīng)，同時(shí)保留了紡織材料、紡織品風(fēng)格和技術(shù)性能的一類紡織品。眾所周知，傳統(tǒng)紡織品主要用以遮體，保護(hù)人體免受塵土、陽(yáng)光、風(fēng)雨以及日常生活環(huán)境中其他污染的危害。智能紡織品分類廣義上來看，智能紡織品指的是紡織品具備對(duì)來自外界的刺激如：溫度、濕度、光線、壓力、電子磁場(chǎng)等因素有感知，并做出反應(yīng)的功能;狹義上來看，智能紡織品指的是電子信息智能紡織品，它融合了信息、電子和計(jì)算機(jī)等多學(xué)科技術(shù)，且能夠采集信號(hào)并做出一系列相應(yīng)的處理。

二、智能紡織品的發(fā)展歷程

智能紡織品的研究工作起始于美國(guó)和日本，最早開始于軍事領(lǐng)域以及功能性紡織品領(lǐng)域，后來隨著新材料、電子技術(shù)的應(yīng)用普及，大量的智能紡織品應(yīng)運(yùn)而生，使紡織品逐漸從服裝家用領(lǐng)域拓展到功能性紡織品領(lǐng)域再到智能紡織品領(lǐng)域的飛躍，大大拓寬了紡織品的概念范圍。同時(shí)在智能紡織品領(lǐng)域，根據(jù)技術(shù)成熟度的不同，智能紡織品的發(fā)展歷程經(jīng)歷了3個(gè)時(shí)期：智能紡織品1.0、智能紡織品2.0、智能紡織品3.0，每一個(gè)新階段并不是簡(jiǎn)單意義上

的取代上一個(gè)階段，而是為上一個(gè)階段增加了新的內(nèi)容、新的方式和新的方法。智能紡織品1.0時(shí)期的智能紡織品僅能對(duì)環(huán)境條件下的變化或刺激做出感應(yīng)。2.0時(shí)期的智能紡織品兼具感應(yīng)和驅(qū)動(dòng)功能，具有形狀記憶、變色、防水透氣、蓄熱、調(diào)溫、吸濕、電加熱織物。3.0時(shí)期的智能紡織品可以感應(yīng)、驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)對(duì)環(huán)境或刺激采取行動(dòng)，有知覺、有推理，還有執(zhí)行。

三、智能紡織品的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.娛樂用智能紡織品

Sunwoo 等人利用 FSB 技術(shù)成功研究出了一種智能連帽外套，導(dǎo)電紗線連接帽子和外套，導(dǎo)電紗線在內(nèi)部縫兩個(gè)智能芯片：光傳感器、溫度傳感器和可以播放音樂的軟件，軟件可根據(jù)我們穿衣的行為自動(dòng)播放音樂和停止，音量也會(huì)隨環(huán)境光線的強(qiáng)弱發(fā)生改變。日本 Kanebo 公司將螺吡喃類光敏物質(zhì)包敷在微膠囊中，采用印花工藝方法織出光敏變色織物。

2.體育用電子智能紡織品

隨著競(jìng)技比賽的增多以及人們對(duì)自身的重視，對(duì)體育用電子智能紡織品的研究也逐漸增多。Shirley 的團(tuán)隊(duì)發(fā)明出一種傳感器，在海綿上涂上導(dǎo)電的聚吡咯，或者利用導(dǎo)電紗線把經(jīng)過碳處理的傳感器和處理器相連接，再用無(wú)線傳輸系統(tǒng)反饋到電腦上分析測(cè)試呼吸速率，反饋出運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練模式是否需要更改。澳大利亞一個(gè)大學(xué)的研究人員利用可導(dǎo)電的聚合物傳感器研究出了一種智能胸衣，這種智能胸衣可以根據(jù)胸部的運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)背帶的松緊和罩杯的軟硬，另女性在運(yùn)動(dòng)中更舒適。

3.軍事用電子智能紡織品

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)迅速向數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)發(fā)展，只靠當(dāng)前的防護(hù)裝備是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，在數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)上，過重和龐大的裝備包括電子設(shè)備、防彈服等顯然不適宜了。此外，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)發(fā)生于大城市或城市的周邊地帶，這就需要限制非戰(zhàn)斗性的嚴(yán)重傷亡，避免間接損失，要求進(jìn)一步提高戰(zhàn)士的能力。戰(zhàn)士需使用能發(fā)現(xiàn)偏僻處或遠(yuǎn)處敵人的武器，能提供戰(zhàn)場(chǎng)信息的裝備，并能控制各種機(jī)器人、無(wú)人駕駛飛行器和傳感器等，以便隨時(shí)確定本人、戰(zhàn)友和敵人的位置，通過互發(fā)信息做出決策。戰(zhàn)士的著裝要輕而不臃腫，具有防彈、防化學(xué)和生物試劑、防輻射、防嚴(yán)寒和酷熱、防火等防護(hù)功能，還要求能監(jiān)測(cè)戰(zhàn)士的生理狀況及受傷情況，及時(shí)傳送至附近的醫(yī)療部門。

制成了一種智能襯衫，這種智能襯衫可以檢測(cè)士兵的各項(xiàng)生理指標(biāo)，如果在戰(zhàn)爭(zhēng)中子彈擊破 T 恤，醫(yī)務(wù)人員就立刻會(huì)得到反饋，安排救援。他們還研究了能偽裝戰(zhàn)士和環(huán)境的作戰(zhàn)服，同時(shí)將可穿戴的電子網(wǎng)絡(luò)并入服裝以發(fā)送和接收信息。

四、智能紡織品的發(fā)展和應(yīng)用

1.醫(yī)療保健類

不斷增長(zhǎng)的世界人口與人類壽命，可穿戴技術(shù)的進(jìn)步將促使智能紡織品在醫(yī)用保健領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛，如針對(duì)身體殘疾人員研發(fā)具有定位、路線追蹤、問答和救助等功能的智能紡織品;針對(duì)老年人和兒童的特殊需求，研發(fā)具有呼救、生理狀態(tài)監(jiān)測(cè)顯示及人體交互功能的智能紡織品。

2.耐洗滌性及柔性化

智能紡織品的出現(xiàn)就是為人類生活的方便服務(wù)，所以研發(fā)便于穿戴，使其可以像普通織物一樣耐洗滌、方便后整理，以及可以提高智能紡織品的舒適性，具備面料柔軟且富有彈性功能的研究。

3.安全性

智能紡織品的研究應(yīng)當(dāng)首先考慮產(chǎn)品安全性，注重對(duì)智能紡織品功能安全性、化學(xué)物質(zhì)安全性、電池安全性、電磁輻射和生態(tài)環(huán)境安全性的技術(shù)研究，確保產(chǎn)品在使用過程中不會(huì)對(duì)人體健康造成傷害，廢棄后對(duì)環(huán)境無(wú)害。

4.標(biāo)準(zhǔn)化

智能紡織品有別于傳統(tǒng)紡織品，涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，是多種技術(shù)的相互融合，與現(xiàn)有的紡織類標(biāo)準(zhǔn)不相適應(yīng)。未來，智能紡織品生產(chǎn)企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、行業(yè)協(xié)會(huì)以及標(biāo)準(zhǔn)化組織應(yīng)共同協(xié)作，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證體系的研究，提高智能紡織品的標(biāo)準(zhǔn)化水平。

五、結(jié)語(yǔ)

總之，智能功能纖維以及智能紡織品的研究開發(fā)工作已進(jìn)入一個(gè)新的階段，更注重高性能、高附加值。智能紡織品必須朝著多功能、易穿著、低成本、環(huán)保型、美觀化的方向發(fā)展。不久將來，智能纖維和智能紡織品將成為世界紡織品市場(chǎng)的主流，而隨人們生活水平的提高和智能紡織品需求的增長(zhǎng)，其發(fā)展的前景將會(huì)非常的廣闊。

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