智能紡織品發(fā)展現(xiàn)狀和檢測

武加文 王強(qiáng)

摘 要：智能紡織品是把生物學(xué)、醫(yī)療學(xué)、計(jì)算機(jī)及其他技術(shù)與纖維結(jié)合在一起的尖端纖維。伴隨社會飛快進(jìn)步，人民生活水平迅速提升，智能紡織品備受關(guān)注。這段時(shí)間以來，中國內(nèi)外的研究人員正在尋求如何更好地開發(fā)智能紡織品，隨著紡織品與服裝技術(shù)應(yīng)用的增加，智能紡織品肯定會給紡織品與服裝產(chǎn)業(yè)帶來非常明顯的經(jīng)濟(jì)飛躍。為此簡略地介紹了智能紡織品的概念與分類，簡單描述了智能紡織品的研發(fā)現(xiàn)狀和探測原理，預(yù)測智能紡織品今后的一個(gè)發(fā)展方位。

關(guān)鍵詞：智能紡織品;發(fā)展現(xiàn)狀;檢測

步入21世紀(jì)之后，各學(xué)科的知識就在不停的進(jìn)行融合，高新技術(shù)被廣泛應(yīng)用于新的纖維材料里面。最近紡織品正在向智能、相互作用和功能的高融合方向發(fā)展。紡織品具有感知和感知溫度、熱、電磁場、位置、運(yùn)動(dòng)、強(qiáng)度、射線、濕度、生物工程學(xué)等功能?？释谔辗瑦毫迎h(huán)境當(dāng)中的特殊服裝，休閑運(yùn)動(dòng)服等檢測跟傳送信息，新材料和新技術(shù)的出現(xiàn)將使智能紡織品具有廣泛應(yīng)用的可能性。

1 智能紡織品的概念與分類

1.1 智能紡織品的概念

智能紡織品由紡織品纖維消費(fèi)衍生而成，可對外部條件反應(yīng)敏感，保持織物材料及織物的款式和技術(shù)特性。關(guān)于智能紡織品的研發(fā)開始于美國。1929年，美國Marsh和其他國家開發(fā)出了具有修復(fù)被認(rèn)為是早期智能型織物的濕、干、皺紋功能的纖維素紡織品。80年代以后，日本學(xué)者高武俊提出了智能型材料的概念。智能型材質(zhì)是根據(jù)外部環(huán)境的變化可以自我認(rèn)識和判斷的功能性材質(zhì)。90年代，隨著電子，化學(xué)，生物學(xué)，醫(yī)學(xué)和其他領(lǐng)域的發(fā)展，智能紡織品的含義更加多樣化，復(fù)雜，定義更加廣泛，附加價(jià)值不同的布料是非傳統(tǒng)的、新式或非商業(yè)性應(yīng)用軟件，具有交互功能。智能紡織品來自于智能材料。伴隨智能紡織品款式的迅猛發(fā)展，智能紡織品的定義就會繼續(xù)得到改善，所以投入過多的資金來設(shè)定正確的定義是沒有意義的。大家都知道，原始的織物往往只是用于自我防御，防塵，陽光，風(fēng)吹雨打，擺脫日常生活中其他的污染。伴隨時(shí)代在發(fā)展和生活水平在飛快提升，紡織品需要雨、雪、透濕性、風(fēng)力保護(hù)以及惡劣氣候下的保暖等特殊功能，可使佩戴者舒適。

1.2 智能型纖維分類

根據(jù)智能型材料的特性，智能型材料可以分為手動(dòng)智能型材料、活動(dòng)性智能型材料和高級智能型材料。手動(dòng)智能型材料只能在壓力材料、電流變形、磁電流變形以及光纖等外部條件下感知。能動(dòng)性智能型物質(zhì)能感知外部刺激，調(diào)節(jié)相應(yīng)的反應(yīng)和環(huán)境（光熱變化物質(zhì)、形狀記憶物質(zhì)、形狀變化物質(zhì)等）。尖端智能型材料能感知外部環(huán)境的刺激，并自動(dòng)調(diào)整外部環(huán)境的條件，如機(jī)器、電子和紡織品的刺激。

2 智能紡織品的開發(fā)動(dòng)態(tài)與檢測

2.1 智能型溫控紡織品

智能型調(diào)節(jié)溫度紡織品是可以智能調(diào)節(jié)紡織品溫度，提高紡織品的舒適感。根據(jù)外面之于溫度的反映，能夠區(qū)分為絕熱紡織品、冷卻紡織品和溫度調(diào)節(jié)紡織品三種主要范疇。其中，調(diào)溫紡織品是雙向調(diào)溫適應(yīng)型智能型織物，主要用在滑雪、防火服、手套等相關(guān)的物件當(dāng)中，而今溫控紡織品的制造工藝一般包含涂層收尾、復(fù)合防沙及微膠囊防沙，相對成熟。近幾年來，紡織品調(diào)整研發(fā)在中國內(nèi)外都獲得了顯著的成績，美國最初是主要針對月球登陸程序研究溫度調(diào)節(jié)纖維的第一個(gè)國家，商業(yè)戰(zhàn)爭在1988年順利地研發(fā)出來了物質(zhì)，1994年以后，調(diào)溫紡織品慢慢的商品化，性能持續(xù)提高。由美國滌綸用開發(fā)的尤里亞泰克“空調(diào)”面料是聚氨酯涂層調(diào)溫面料，中國纖維溫度調(diào)節(jié)研究較晚，2003年，美國的BaozhengXiongyaTextileGroup和ArmstrongInternationalGroup成功開發(fā)出使用“太空技術(shù)”調(diào)節(jié)常溫的法國香奈兒，并在中國內(nèi)部第一次生產(chǎn)出來了冬天可以保暖，夏天能夠降溫的服飾?，F(xiàn)在雖然有很多產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，但是加工難易度，穿戴感不佳，耐用性不佳等問題仍然引人注目。

2.2 形狀記憶紡織品

形狀記憶紡織品是在形狀上具有記憶，變形，抗沖擊性和適應(yīng)性等優(yōu)秀特性的紡織品，被加工成紡織品或完美的形狀后放入紡織品中。主要包含以下兩種處理方式：第一個(gè)是由形狀記憶纖維組成的。第二種是對紡織品的記憶進(jìn)行分類。其中，用形狀記憶纖維織造可純紡成或與天然纖維或其他化學(xué)纖維混合形成形狀記憶紡織品，形狀記憶收尾方法有樹脂收尾、形狀記憶聚合物收尾、膠原收尾、折紙及填埋，目前使用的收尾方法是在織物上涂層或涂層聚氨酯薄膜。形狀記憶紡織品可以分為形狀記憶合金紡織品、形狀記憶高級合成紡織品及形狀記憶粘貼紡織品三種主要類型，英國纖維組織為了防止熨燙而開發(fā)的服裝中，首先將形狀記憶的合金鎳鈦纖維用薄荷做成螺旋狀彈簧形狀，然后加工成平面形狀。當(dāng)衣服被固定在高溫下，形狀上記憶纖維發(fā)生變形，在平面上摳成形狀迅速變化，具有模樣、記憶力和高合成功能的紡織品，主要在終止收益和支出以及滌綸聚氨酯涂層等天然纖維的死后收尾時(shí)，能保持產(chǎn)品的原型和性能。凝膠是一種智能型物質(zhì)，它的重要特征是在特定的環(huán)境刺激下，會發(fā)生反應(yīng)。

2.3 智能型抗菌紡織品

紡織品在進(jìn)行殺菌處理以后，能夠執(zhí)行兩種功能：一是保護(hù)用戶，二是杜絕纖維損傷。抗菌紡織品一般是通過抗菌纖維制造多種織物的方式生產(chǎn)的，之后纖維經(jīng)過抗菌劑處理，市面上有多種抗菌紡織品。抗菌劑的抗菌機(jī)制可以概括為在細(xì)菌細(xì)胞中不激活多種代謝酶，與細(xì)胞內(nèi)蛋白酶的化學(xué)反應(yīng);抑制產(chǎn)生孢子，阻斷細(xì)菌DNA合成，加速人類生產(chǎn)的氧化復(fù)原系統(tǒng)建設(shè)，妨礙細(xì)胞正常成長，損壞細(xì)胞里面的能量放電系統(tǒng)。干擾電子傳遞系統(tǒng)，生成氨基酸酯。智能型抗菌紡織品是有著選擇性把控細(xì)菌功能的織物，在輕松、強(qiáng)烈的活動(dòng)條件下，能保持肌膚表面一些微生物正常的生長繁殖水平，他們現(xiàn)在廣泛使用在毛巾、內(nèi)衣、床單、兒童布玩具上。智能型抗菌紡織品的加工方式主要是以智能型紡織品為基礎(chǔ)的混合放射線法、復(fù)合放射線法、嫁接變形法、離子交換法、濕潤法、收尾法等。

2.4 電子智能紡織品

電子智能紡織品以電子技術(shù)為基礎(chǔ)的新型纖維，它將地殼、通信、人工智能等高新技術(shù)應(yīng)用于纖維技術(shù)開發(fā)中，電子元件的增加給纖維給予了更多的解決方案，與其他纖維不同，會出現(xiàn)很多不曾出現(xiàn)過的危險(xiǎn)以及制作上的困難，因此對電子智能型紡織品的研發(fā)需要單獨(dú)的說法跟實(shí)際的系統(tǒng)。在開展電子智能紡織品的研究的時(shí)候，我們應(yīng)該整合多種觀念，關(guān)注技術(shù)和時(shí)尚的融合。電子智能紡織品研發(fā)雖然比其他織物晚，然而近年來已經(jīng)是紡織品領(lǐng)域當(dāng)中的翹楚?，F(xiàn)有的電子智能紡織品研發(fā)當(dāng)中，傳感器是能夠感知織物外部環(huán)境跟身體里面狀態(tài)功能的共同要素，光纖采用光纖和導(dǎo)電纖維等材料，可以更多地模擬生活系統(tǒng)。近年來，江南大學(xué)服裝安全設(shè)計(jì)中心使用感應(yīng)裝備，開發(fā)出了一批交通安全與醫(yī)療安全等安全服裝，尤其用于安全兒童服裝研究。這時(shí)候，一些歐洲國家比如美國、意大利等也在這方面取得了顯著成績，今天，將電子纖維跟織物進(jìn)行整合是智能紡織品研發(fā)的核心要點(diǎn)。

3 智能紡織品的未來發(fā)展趨勢

隨著新材料、5G技術(shù)、物網(wǎng)技術(shù)、3D打印、人工智能技術(shù)、生命技術(shù)及其他技術(shù)的迅猛發(fā)展，目前，在開發(fā)智能型紡織品的過程中，根據(jù)特定功能要求事項(xiàng)，以織造或收尾形態(tài)加工或引進(jìn)纖維，為滿足用戶的需求，建議與相關(guān)功能或智能型纖維及其他智能型材料相結(jié)合。實(shí)現(xiàn)智能型纖維的核心是整合多種技術(shù)。隨著紡織科技的發(fā)展，智能型紡織的功能更加完善，其發(fā)展主要有：（1）現(xiàn)在多目的紡織技術(shù)并未有明顯的改變，多目的紡織尚未實(shí)現(xiàn)，隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，多功能智能織物將陸續(xù)登場。（2）容易穿戴：智能紡織品的外觀是便于大家生活服務(wù)的時(shí)候，穿戴方便。提高智能型紡織品的舒適感，像一般面料一樣洗滌和收尾。（3）成本不高：智能紡織品研究正在向低成本發(fā)展，采用低成本組合技術(shù)，適應(yīng)不同水平的消費(fèi)者。（4）環(huán)保：智能紡織品的一個(gè)主要難題就是會跟電子商品一般出現(xiàn)輻射問題，未來智能紡織品要盡量避免此類電子輻射，在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候減少出現(xiàn)浪費(fèi)資源的情況。（5）美麗：為了與時(shí)尚相結(jié)合，智能紡織品也應(yīng)注重美感性能，如此才能很好地給需要人士提供服務(wù)。最近，智能型功能性紡織品及智能型紡織品的實(shí)驗(yàn)步入了一個(gè)新的時(shí)期，正在對高性能和高附加值傾注更多的關(guān)心，智能紡織既多才多藝又容易穿戴，低廉環(huán)保又漂亮。

4 結(jié)論

智能紡織品是繼功能性織物之后的另一種類型的尖端織物，它對改善服裝的舒適感，改善人們的生活質(zhì)量，改善人們的勞動(dòng)條件，滿足特定產(chǎn)業(yè)和職業(yè)的要求，越來越具有重要的作用，同時(shí)，提高產(chǎn)品附加值，引起人們關(guān)注，促進(jìn)消費(fèi)，促進(jìn)纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展。智能紡織品的開發(fā)，需要紡織品、織物、織布、染色、整合、裁縫、縫紉和縫紉工作的緊密協(xié)調(diào)與合作，還需要與各個(gè)領(lǐng)域的相互滲透與交叉整合，希望紡織業(yè)及其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的更多生產(chǎn)，學(xué)習(xí)和研究人員投資這些新的領(lǐng)域。

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作者簡介：武加文（1994— ），男，漢族，江蘇鹽城人，本科，助理工程師，研究方向：紡織品檢測技術(shù);王強(qiáng)（1985— ），男，漢族，天津人，本科，助理工程師，研究方向：軍民兩用技術(shù)。