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第六届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集 2006—5 智能纤维的发展现状及应用前景 杨艳玲+ 李青山 燕山大学 摘要：智能纤维的形状、温度、颜色和渗透速率等随所处环境的变化随之发生敏锐响应，使之具有很强的研究价 值。本文介绍了导电纤维、光敏纤维、温敏纤维、形状记忆纤维、PH值响应性凝胶纤维和健康型智能纤维材料的主 要性能、发展现状及在生活中的应用，指出集中多学科技术的智能纤维将具有更广阔得其应用前景。 关键词：智能纤维；智能材料；发展；应用 X 纤维制造技术有着很久的历史和传统，随着人类的出现，也随之产生。从单体到缝制衣物的漫 漫进程中出险了各种各样的新技术，其技术被广泛应用子情报、通信、建设、环境、宇宙、航空、 健康、福利、医疗等生活的方方面面，且与国家的重点科学技术领域紧密相连。 1智能纤维发展过程 材料的发展经历着结构材料一÷功能材料_÷智能材料_模糊材料的过程，其中智能纤维材料的开 发研究具有重要的意义。1989年，日本高木俊宜教授将信息科学融于材料物性和功能，首先提出智 Materials)的概念。智能材料是指对环境具有感知、可响应，并具有功能发现能力的 能材(Intelligent 新材料【l】。其中，纤维状智能材料．智能纤维由于其具有长径比大且能加工成多种新产品等特点正日 益受到工业发达国家的重视，这些国家相继开发了一大批具有高性能(高强度、高模量、耐高温等)、 高功能(高感性、高吸湿、透湿防水性、抗静电及导电性、离子交换和抗菌等)的新一代化学纤维12J， 形成了纤维行业的高新产业体系。一些专家认为智能纺织品和智能服装是纺织服装工业的未来口训。 智能材料是20世纪80年代开始发展的新材料，它在材料原有的物性和功能性的基础上，加入了 信息学科的内容，因而其研究与开发孕育着新一代的技术革命。智能材料的形状有多种，如三维的 块状，二维的薄膜状，一维的纤维状和准零维的纳米粉体状。其中纤维状智能材料即智能纤维，由 于具有长径比大、能加工成多种新产品等特点，在智能材料中占有重要的地位。 2．智能纤维的发展现状 智能纤维是指当纤维所处的环境发生变化时，纤维的形状、温度、颜色和渗透速率等随之发生 敏锐响应，即突跃性变化的纤维。智能纤维能够感知环境的变化或刺激(机械、热、化学、光、湿度、 电磁等)，并能做出反应【5】。目前，光敏纤维、温敏纤维、导电纤维、形状记忆纤维、pH值响应性凝 胶纤维、智能抗菌纤维等已经实现了规模化生产【6。8】。现对它们的必威体育精装版性研究做以如下介绍。 2．1导电纤维 导电纤维可大致分为电子传导纤维、离子传导纤维、感应性(介电质性)纤维。 电子传导纤维又分为合成纤维和纤维自身中具有电子的非定域化和电荷移动络化物的导电性纤 维。这种合成纤维是铜、镍、银等金属纤维或将上述金属、碳以及最近出现的碳纳米管等的电子传 导性粉末混合后的纤维，它可根据导电粒子间的距离和形成纤维粘接层间的界面距离来控制其导电 性，自古以来主要用作防静电材料。 日本在20世纪70年代发现了掺入杂质的聚乙炔(PA)，具有和水银同样的导电性，虽然显示出高 分子自身导电，但导电路径为反式PA的纳米纤维，这个纳米纤维中由于电子跳动而产生传导。使具 ’作者简介：杨艳玲，1981年生，女，燕山大学在读硕士研究生；研究方向：功能高分子复合材料。李青山：1954年一 58 第六届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集 2006—5 有共轭双重结合的化合物聚合，或将络化物层压成一维结构，由此可看出分子轨道间的重叠增大， 每个分子轨道退化解除，固体的电子状态用全部扩大了的波动函数来表示，可表示为具有连续的能 量带，价电子带和传导带。如图1所示。 刀Ea Eo 能 耋T带 图1共轭纳米纤维作为供体、受体添加时的带状构造示意图 通过让它们形成供体、受体和电荷移动络化物后可以显示出，供体为n型，受体