智能紡織品及服裝的發(fā)展研究

智能紡織品及服裝的發(fā)展研究摘要：智能織物是一種利用智能材料、先進(jìn)材料科學(xué)、生命科學(xué)、電子技術(shù)和納米技術(shù)等多種高科技結(jié)合的新型織物，促進(jìn)了智能紡織品制造技術(shù)的發(fā)展。近年來，隨著智能材料、智能纖維、智能織物和智能服裝的不斷創(chuàng)新，時尚產(chǎn)品發(fā)展迅速，受到越來越多的關(guān)注。智能織物通常是指可以感知并響應(yīng)各種環(huán)境變化和刺激的織物。智能織物比常規(guī)的機(jī)織織物和針織織物具有更多功能。根據(jù)智能結(jié)構(gòu)對外部變化的反應(yīng)程度，智能結(jié)構(gòu)可分為無源智能結(jié)構(gòu)、有源智能結(jié)構(gòu)和高級智能結(jié)構(gòu)。其中，被動智能組織只能感知外部環(huán)境的變化或刺激；活躍的智能組織不僅可以感知變化或外部刺激，而且可以做出反應(yīng)；先進(jìn)的智能面料不僅可以感知和反應(yīng)，還可以自我調(diào)節(jié)。智能服裝是指模仿生命系統(tǒng)的服裝，該系統(tǒng)可以感知外部環(huán)境或內(nèi)部狀態(tài)的變化，并可以通過反饋機(jī)制對變化做出響應(yīng)。關(guān)鍵詞：智能；紡織品；服裝；發(fā)展智能紡織品技術(shù)是交叉學(xué)科的產(chǎn)物，而標(biāo)準(zhǔn)化工作可以加速智能紡織品技術(shù)的研究和應(yīng)用，提升產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性，規(guī)范市場和行業(yè)發(fā)展。歐盟、美國以及日本等國家和地區(qū)都積極推動智能紡織品標(biāo)準(zhǔn)化工作。目前，ISO、IEC、IPC等國際標(biāo)準(zhǔn)組織以及歐盟和美國在智能紡織品領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作主要集中于基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)(術(shù)語、定義和分類)、電性能(可拆卸電子器件、導(dǎo)電紗線、電極耐久性)、熱性能(儲熱、放熱)等3個方面。而國內(nèi)大部分研究目前集中于智能纖維和面料的研究，市場上實(shí)際應(yīng)用的智能紡織品成品較少，同時在該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化工作才剛剛起步。未來，我國應(yīng)從行業(yè)政策層面支持加快智能紡織品技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，促進(jìn)和引導(dǎo)科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)的技術(shù)對接與交流，鼓勵企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)中不同學(xué)科領(lǐng)域的研究人員和技術(shù)專家，參與智能紡織品國際標(biāo)準(zhǔn)化工作。1智能紡織品的分類和功能1.1可適應(yīng)溫度控制的紡織產(chǎn)品紡織品智能溫度控制響應(yīng)于外界溫度對紡織品、保溫材料、紡織品和紡織品隔熱的冷卻溫度控制的刺激，已得到了迅速發(fā)展。近年來，主要研究方向是使用隔熱材料。它吸收外部能源的能量，并向人體輻射熱量，以實(shí)現(xiàn)熱處理和來自日光和紅外纖維隔熱罩的熱處理。美國杜邦公司有4種Coolmax產(chǎn)品，其根部纖維和纖維之間的空隙最大，可確保水分和表面熱量迅速傳遞到所開發(fā)的ACEC織物纖維的外層。1.2形狀記憶紡織品織物形狀記憶是指織物經(jīng)過織造和整理后具有形狀記憶功能的材料。作為紡織品，它賦予紡織品形狀記憶的外觀。根據(jù)形狀記憶纖維的工作原理，可以在初始成形過程中識別初始形狀，將形狀固定，然后再變形。當(dāng)狀態(tài)改變時，可以更正此轉(zhuǎn)換。當(dāng)轉(zhuǎn)換后的光纖再次接收到外部能量時，它可以恢復(fù)到原始狀態(tài)。形狀記憶包括合金、變形記憶聚合物、形狀記憶和水凝膠形狀記憶（包括單元合金）。形狀記憶聚合物紡織品包括棉花形狀記憶飾品、絲綢形狀記憶飾品和羊毛形狀記憶飾品。耐化學(xué)性形狀記憶紡織品主要表現(xiàn)為不需要熨燙、隔熱、透氣等功能。大多數(shù)形狀記憶紡織品專注于生產(chǎn)各種具有形狀效應(yīng)記憶的花式紗線和織物。1.3紡織品變色變色紡織品是指隨著外界環(huán)境的變化，如光照、溫度、壓力等，能顯示不同顏色的紡織品。這些變色紡織品包括對溫度敏感的紡織品、對水分高度敏感的變色紡織品、結(jié)構(gòu)變色的紡織品和對光敏感的紡織品。光敏織物在不同的光線下變色，而溫度敏感織物在不同的溫度下變色。紡織材料在陽光下會褪色。使用溫度敏感材料。在日本、美國等發(fā)達(dá)國家，光致變色纖維的研究取得了很大進(jìn)展。例如由美國Geogia理工學(xué)院的MatsuiColorChemicalIndustryCo.Ltd化學(xué)工業(yè)有限公司生產(chǎn)的光致變色纖維混合顏色以改變纖維顏色，或改變纖維涂層以自動控制纖維顏色?？的腋裰萘⒋髮W(xué)的選星技術(shù)可以通過電荷改變顏色，這種材料有望用于服裝上顯示電視屏幕。這種使用渠道也被廣泛應(yīng)用于帳單、證書和商標(biāo)作為防偽媒介。2智能紡織品市場化面臨的挑戰(zhàn)2.1消費(fèi)者認(rèn)可度目前智能紡織品的應(yīng)用大多是專業(yè)應(yīng)用場景。然而，在一些非專業(yè)領(lǐng)域，此類產(chǎn)品只能滿足極少數(shù)人的好奇心；對于大多數(shù)消費(fèi)者來說，這些產(chǎn)品只是概念性產(chǎn)品。此外，一些不良企業(yè)銷售的產(chǎn)品沒有明顯的智能特征，這也降低了消費(fèi)者對智能紡織產(chǎn)品和行業(yè)的認(rèn)可度。2.2產(chǎn)品安全和質(zhì)量在使用傳統(tǒng)紡織品的過程中，材料的基本結(jié)構(gòu)和性能將緩慢變化；在洗滌和磨損過程中，在反復(fù)載荷作用下，會發(fā)生動態(tài)疲勞破壞和蠕變破壞。然而，現(xiàn)有的智能紡織品大多與電子元件結(jié)合，帶電元件的可靠性和電氣安全性已成為使用過程中不可避免的問題。在使用過程中需要考慮具有無線信號傳輸功能的智能紡織品的電磁兼容性（EMC）和抗干擾能力。此外，還需要考慮信息安全和隱私保護(hù)等問題。2.3消費(fèi)者的負(fù)擔(dān)能力智能紡織品的價(jià)格超出了普通消費(fèi)者的承受能力，這是影響市場化的一個重要因素。目前，智能紡織品的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展尚未形成。產(chǎn)品的開發(fā)和廣泛應(yīng)用還需要大量的基礎(chǔ)研發(fā)；D.投資。只有將微電子、信息、化學(xué)等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)紡織產(chǎn)業(yè)深度結(jié)合和提升，才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。3紡織技術(shù)的發(fā)展方向3.1可組合模塊技術(shù)可組合模塊技術(shù)是指將電子元件組合到紡織品中作為紡織模塊，如Levi’s和PhilipsICD風(fēng)格的外套，即帶有集成鍵盤和通信設(shè)備、MP3控件、GPS和其他功能模塊的衣服。今天，一些商業(yè)天才也使用這種集成模式。通過將各種傳感器集成到衣服中，它們可以監(jiān)測人體溫度、速度、心律、位置等信息。3.2集成電子元件連接結(jié)構(gòu)集成電子元件連接織物是指通過導(dǎo)電紗和柔性傳感器連接到織物上的電路板。例如，李維斯正在歐洲測試和推廣智能夾克。站立時，它可以提供步數(shù)、速度、距離和腳重分布。步行和跑步可以上傳或?qū)胫悄苁謾C(jī)進(jìn)行分析。西班牙公司設(shè)計(jì)的智能T恤可以監(jiān)測體溫和心率。智能文胸是由一家美國公司開發(fā)的。它可以通過連續(xù)分析乳腺表面溫度的變化來檢測乳腺腫瘤。3.3傳感器和部件例如，柔性壓敏材料、智能納米電子織物和彈性織物在正常條件下表現(xiàn)出彈性壓力，如果它們被擠壓或彎曲，電阻將減小，直到它們導(dǎo)電為止。紡織柔性LED顯示屏采用特殊的織造工藝和光纖技術(shù)制成。因此，可將柔性LED顯示屏添加到衣服上，然后連接到已安裝的電子設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與電子設(shè)備之間的通信。結(jié)論智能紡織品是紡織領(lǐng)域的一次重大突破，智能紡織品的涵蓋范圍不僅僅局限于可穿戴的紡織品，隨著紡織材料的不斷創(chuàng)新、不同學(xué)科的交叉融合，智能紡織品是多方向融合的一種發(fā)展趨勢。雖然智能紡織品有許多的優(yōu)點(diǎn)，但還存在不足，就電子信息智能紡織品而言，存在水洗性、穿著舒適性、傳導(dǎo)性能差等問題，其中最重要的問題是綠色安全性，當(dāng)這些智能材料應(yīng)用于紡織品上時，有些與皮膚直接接觸，則特別需要重視對人體是否有危害。總體而言，智能紡織品有很大的發(fā)展?jié)撃?，電子信息智能紡織品的研究與應(yīng)用將為人們的生活提供便利，也將為傳統(tǒng)服裝帶來創(chuàng)新發(fā)展。參考文獻(xiàn)：[1]張玉嬌，徐露黎，劉采夢等.智能紡織品的研究現(xiàn)狀及開發(fā)應(yīng)用[J].山東紡織經(jīng)濟(jì)，2019