智能服裝材料在智能軍服領(lǐng)域的應(yīng)用前景

李寧 孔慶平 韓衛(wèi)敏 朱耿溪 王靜

摘 要： 智能服裝材料是指對(duì)環(huán)境條件或環(huán)境因素的刺激有感知并能做出響應(yīng)，同時(shí)保留服裝材料固有風(fēng)格和服用性能的材料。本文在介紹智能服裝材料分類(lèi)的同時(shí)，結(jié)合部隊(duì)軍服材料的發(fā)展需求以及國(guó)內(nèi)外軍服材料的發(fā)展現(xiàn)狀，提出未來(lái)智能軍服材料的發(fā)展趨勢(shì)。本文提出的新思路，對(duì)于智能軍服材料的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：智能服裝材料;形狀記憶;防水透濕;納米技術(shù)

1 智能服裝材料的概念

“智能材料”是指模仿生命系統(tǒng)，同時(shí)具有感知和驅(qū)動(dòng)雙重功能的材料，即不僅能夠感知外界環(huán)境或內(nèi)部狀態(tài)所發(fā)生的變化，而且能夠通過(guò)材料自身的或外界的某種反饋機(jī)制，實(shí)時(shí)地將材料的一種或多種性質(zhì)改變，做出所期望的某種響應(yīng)的材料[1]。智能服裝材料是指對(duì)環(huán)境條件或環(huán)境因素的刺激有感知并能做出響應(yīng)，同時(shí)保留服裝材料固有風(fēng)格和服用性能的材料。

2 智能服裝材料的分類(lèi)

2.1 形狀記憶材料

形狀記憶材料是指熱成型時(shí)（一次成型）能記憶外界賦予的原始形狀，冷卻后可任意形變并在更低的溫度下將此形變固定下來(lái)（二次成型），當(dāng)再次加熱到某一臨界溫度（稱(chēng)為逆相變溫度）時(shí)能可逆地回復(fù)原始形狀的一種材料[2]。利用形狀記憶材料直接制造或合成的形狀記憶纖維，可以制造成特殊功能的服裝。

2.2 防水透濕材料

防水透濕材料又稱(chēng)可呼吸織物，是集防水、透濕、防風(fēng)和保暖性能于一體的服裝材料。所謂防水透濕，就是要求織物在一定的水壓下不被水（主要是雨水）潤(rùn)濕或滲透，但人體散發(fā)的汗液蒸氣卻能通過(guò)織物擴(kuò)散或傳導(dǎo)到外界，不在體表和織物之間積聚冷凝，主觀感覺(jué)不到發(fā)悶的現(xiàn)象。

2.3 調(diào)溫材料

調(diào)溫材料是一種能夠自動(dòng)感知外界環(huán)境溫度的變化而智能調(diào)節(jié)溫度的高技術(shù)纖維材料。它以提高服裝的舒適性為主要目的，可以吸收、儲(chǔ)存、重新分配和放出熱量，在環(huán)境溫度低時(shí)，自動(dòng)調(diào)高服內(nèi)溫度，在環(huán)境溫度高時(shí)，自動(dòng)調(diào)低服內(nèi)溫度，使服內(nèi)溫度處于較舒適的范圍。

2.4 變色材料

變色材料是指在受到光、熱、水分或輻射等外界刺激后，能夠自動(dòng)且可逆地改變顏色的材料，主要包括熱敏變色材料和光敏變色材料等。

2.5 電子信息材料

電子信息材料是指將電子技術(shù)、信息技術(shù)等高新技術(shù)融入紡織服裝產(chǎn)品的高科技材料。

3 未來(lái)智能軍服材料的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 智能化是未來(lái)智能軍服材料永恒的主題

所謂智能化是指服裝的功能懂得身體語(yǔ)言，隨人體與環(huán)境的變化而變化，也即該智能材料對(duì)能量、信息具有儲(chǔ)備、傳遞和轉(zhuǎn)化功能。如：美軍通過(guò)對(duì)普通軍服棉布進(jìn)行特殊處理（采用聚乙烯乙二醇），使棉布遇熱膨脹時(shí)會(huì)吸收熱量，遇冷收縮時(shí)又會(huì)放出熱量。日本通過(guò)對(duì)滌綸、錦綸纖維包覆“天氣狀況記憶聚合物”，使纖維分子間距在時(shí)發(fā)生改變，使軍服達(dá)到溫度微調(diào)的目的。

美國(guó)研制了一種在紡織品上附有一層不透水的薄膜，內(nèi)裝硫酸鈉，當(dāng)硫酸鈉遇熱時(shí)會(huì)液化儲(chǔ)熱，使體溫下降。當(dāng)硫酸鈉遇冷時(shí)會(huì)固化放熱，使體溫上升?？茖W(xué)家在研究了北極熊熊毛的結(jié)構(gòu)后，發(fā)現(xiàn)它與光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)極其相似。這種結(jié)構(gòu)特別有利于光的傳輸，它可最大限度地把光能匯集到表面上轉(zhuǎn)化成熱能，并通過(guò)皮下的血液將熱能輸送到全身。能吸光蓄熱的含有碳化鋯的“日光纖維”就是根據(jù)熊毛吸光蓄熱的原理研制的，用這種纖維制作的太陽(yáng)能服可以使“薄衣過(guò)冬”成為可能，也為極地探險(xiǎn)提供了理想的服裝[3]。

未來(lái)服裝不僅具有透氣功能，而且具有防水功能，如晴天纖維收縮干爽而透氣，雨天纖維迅速膨脹而防水滲透，甚至可以成為水面救生服。

3.2 納米技術(shù)是未來(lái)智能軍服材料不衰的亮點(diǎn)

納米技術(shù)是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的一門(mén)新興技術(shù)。納米技術(shù)的迅猛發(fā)展，為軍事科技工作者研制納米裝備及納米智能服裝材料奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，也將成為未來(lái)智能軍服材料不衰的亮點(diǎn)。如：在制作軍服的特種纖維中大量摻入利用納米技術(shù)制造的微型裝置，即在特種纖維中植入微型發(fā)光粒子，從而可以感知周邊環(huán)境的顏色并做出相應(yīng)的調(diào)整，使軍服變成與周?chē)h(huán)境一致的隱蔽色。采用陶瓷粉末或鈦元素為紅外劑的遠(yuǎn)紅外保暖服裝材料，就是將納米級(jí)的粉末粒子通過(guò)特殊工藝滲透到服裝纖維中的技術(shù)。這種納米化的服裝材料可以產(chǎn)生大量的遠(yuǎn)紅外線，既可以保暖又可以保健。

3.3 超常規(guī)化是未來(lái)智能軍服材料的科技前沿

未來(lái)智能軍服纖維的超細(xì)，軍服材料的超薄、超保暖、超天然、超通透和吸濕性能等方面將會(huì)有突破性的進(jìn)展，超常規(guī)化的智能軍服材料將成為服裝材料的科技前沿。如：防彈服除了采用復(fù)合材料（如輕質(zhì)陶瓷纖維和玻璃鋼）外，“蛛絲”纖維也將很快應(yīng)用于智能防彈服的研制上?！?蛛絲”纖維是目前強(qiáng)力最好的纖維，用“ 蛛絲”纖維做成的防彈服能夠抗擊連續(xù)沖擊、抗碎裂擴(kuò)散、防止子彈近距離直射。

活性炭纖維織物將取代通常使用的障礙泡沫、球狀物或粒子，研制成新一代的防護(hù)生化和細(xì)菌武器的智能防護(hù)軍服-化學(xué)及生物呼吸面罩?；钚蕴坷w維織物是將織物用氯化物的化學(xué)品加以處理，再將其送進(jìn)含有二氧化碳的爐中加熱至600℃-800℃，使織物碳化并有活性，能吸收氣味。

4 我國(guó)智能軍服的研究任重道遠(yuǎn)

我國(guó)智能軍服的研究未見(jiàn)報(bào)道，智能軍服材料的研究也在探索和起步階段，與發(fā)達(dá)國(guó)家，尤其與美國(guó)相比，仍然存在很大的差距。這種差距主要來(lái)自基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)研究方面。值得欣慰的是，在納米科學(xué)和納米技術(shù)研究領(lǐng)域，我國(guó)在世界范圍內(nèi)處于第二方陣，相信在未來(lái)世界智能軍服和智能軍服材料的研究領(lǐng)域內(nèi)有中國(guó)一席之地。

5 結(jié)束語(yǔ)

未來(lái)智能軍服將呈現(xiàn)出“ 通用化、智能化、科技化、超常規(guī)化”等綜合特點(diǎn)。智能軍服的不斷發(fā)展與探索，必將引導(dǎo)未來(lái)服裝產(chǎn)業(yè)革命，一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)—智能服裝材料將在21世紀(jì)崛起。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁希凡.形狀記憶材料在紡織服裝中的應(yīng)用[J].四川紡織科技，2004（01）：26-28.

[2] 東方龍，柯寶珠.智能溫控紡織品的種類(lèi)及應(yīng)用[J].中國(guó)個(gè)體防護(hù)裝備，2005（04）：36-38.

[3] 譚立平.智能軍服材料與智能軍服[J].棉紡織技術(shù)，2003（02）：9-12.

作者簡(jiǎn)介：李寧：（1982—），男，漢族，陜西咸陽(yáng)，高級(jí)工程師，碩士，從事特種車(chē)輛生命保障技術(shù)（化工產(chǎn)品）研究。