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专题报告 智能纺织品的开发和应用 顾振亚 (天津工业大学·材料化工学院) 1 引言 智能纺织品源于智能材料，它完全不同于传统的纺织品。将“智能”的概念引入纺织品，为纺织品由传 统向现代发展开创了全新的途径，是纺织工业的未来。 智能纺织品是指对环境条件或环境因素的刺激有感知和能做出响应的纺织品，如：在热、光、电、湿、机 械和化学物质等因素的作用下，它们能通过颜色、振动、电性能、能量贮藏等变化，对外界的刺激做出响应， 其之所以被称为“智能”，是因为它具有“思考”甚至有恢复原来状态的记忆功能。众所周知，传统的纺织品 大多是单功能的，如雨衣有防水不让雨水渗透的功能，但它却没有让人体散发的汗汽透出的功能，因而使 穿着者感到闷而不透湿，很不舒服。未来的纺织品应是多功能的，即具有“智能”。同样是雨衣，它不仅能防 止雨水渗透，对恶劣天气有防护作用，而且具有透湿功能，能有效地将人体的汗汽排￡j，使穿着舒适。因此 智能纺织品也可认为是比传统纺织品拥有更多功能的纺织品，其命名通常是与其功能紧密联系的，所以也 属于功能纺织品的范畴uJ。 根据感知状态的不同，智能纺织品分为三类[2]： (1)被动智能型纺织品——仅能感知外界刺激，却不能自动控制，如光电纤维、导电纤维(纱)等都只能 起传感作用。 (2)主动智能型纺织品——不仅能感知外界环境刺激，还能做出响应。如：形状记忆、防水透湿、变色、 调温蓄热纺织品等。 (3)非常智能型纺织品——又称适应型智能纺织品。除对外界环境刺激能感知和响应外，还能适应环 境条件。如用这类纺织品制成的衣服可发出动听的音乐，可随时监测人体的心率、血糖、体温等生理指标， 以便及时就医等。 智能纺织品的应用领域十分广阔，在日常生活中已很常见，可以说没有哪个领域不需要智能纺织品的 ，尤其在军事领域的应用潜力更大。科学技术的进步，使现代化战争迅速向数字化战场发展，在数字化战场 上，战士需使用能巡视偏僻或遥远地区敌人的武器和能提供战场信息的装置，以确定战士本人、战友和敌 人所在的位置，也可通过互发信息做出决策等。此外，战士的着装要求重量轻、不臃肿，并具有防化学、生物 试剂和核危害，能经受恶劣气候环境肆虐和火焰的威胁以及防电磁波探测等功能，以避免自然环境、化学 试剂、火焰和其他战场灾难的危害。因此，在军用纺织品中引入尽可能多的功能或智能，是非常必要的。军 工的需要，成为智能纺织品快速发展的一个主要原因。在民用方面，智能纺织品也有主大的发展潜力。如， 多功能的运动服、医用安全服和时装等。它们能缓解人们紧张情绪。使人处于安静状态，也可通过微胶囊技 术，将香精、药物或吸湿剂等包入微胶囊内，从而赋予纺织品芳香、治疗和吸湿等功能。有专家设想，未来人 们可以穿着以智能织物缝制的裤子，只要一按电钮，腰围能随意加宽或缩小。美国杜邦公司的科研人员正 在研究可根据穿着者的要求而致冷致热、变换颜色的纤维。一种利用纳米技术制取能吸收人体异味的纺织 品也正在研究中。随着电子信息技术的发展，科学家门还尝试把电话、电脑等电子设备植人纺织品，制取可 穿戴的电子纺织品，应用于休闲、娱乐、医疗保健等领域。通过电子纺织品能将现实世界与虚拟世界相结 合，就象给现实世界的正常现象加上一个菜单，通过菜单，人们无论在何时何地都可以自由沟通信息。美国 Sensatex公司开发的运动T恤衫，能监视人体的生理指标，使穿着者在心脏病发作时能及时报警，从而降 低突发性死亡的概率。该公司还计戈q在服装衣领处安装一个全球定位系统接收器，儿童或老年痴呆病人穿 着后，在不慎走失后能容易地被找到；制成婴儿睡衣，一旦出现呼吸停顿的情况时会发出警报。美国Branel 大学研制的被称为使用者友好织物(User--friendlyFabric)与讲话系统结合，用于促进学习困难的儿童学 ·46· 专题报告 习。 重量轻、不臃肿的智能宇航服，将生物传感器并人服装内，以随时监测宇航员的生理状态，并具有自修复 性，从而增强宇航员的活动和执行任务的能力。他们还将设计一种简单的检测／分析装置嵌入织物，制成消 防人员、执法人员及急救人员等的工作服，当面临恐怖分子袭击、爆炸、生物、化学、核危害和火焰威胁时， 能发出信号或改变颜色，增强安全防护性。 总之，未来智能纺织品的发展并不单纯应用于服装领域