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智能紡織品

 

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的紡織技術(shù)再也不能滿足當代人的需求，人們更加追求和向往個性化和時尚化。各種各樣的智能材料不斷的出現(xiàn)，而這些智能材料可以運用到紡織行業(yè)中，于是出現(xiàn)了智能紡織品，智能紡織品不僅可以滿足人們對服裝的基本需求，而且還能賦予服裝不同的功能性，能夠滿足人們在各方面的需求。本文介紹了智能紡織品的概念，通常被分為消極智能紡織品、積極智能紡織品、高級智能紡織品。簡單的介紹了其中比較有代表性的智能溫控紡織品、防水透濕紡織品、形狀記憶紡織品，變色紡織品以及電子信息紡織品，對智能紡織品的發(fā)展趨勢做了簡單的概括，以及智能紡織品在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。

 

智能紡織品的研究開始于20世紀六七十年代，是紡織領(lǐng)域的新的力量，它以獨特的產(chǎn)品特性為傳統(tǒng)紡織品注入了新的力量，隨著紡織科學的發(fā)展，智能紡織品越來越受到人們的青睞，他不僅是對傳統(tǒng)紡織行業(yè)的升級改造，而且還能滿足服裝行業(yè)的各種個性化的需求。智能紡織品的應(yīng)用也越來越廣泛，在很多的行業(yè)中起著不可替代的角色，人們也越來越依賴它帶來的便利，大大的提高了人們的生活質(zhì)量，為我們美好的生活添加了更多的可能性。目前，我們國家的紡織技術(shù)相對于歐美國家還是比較落后，對于智能紡織的研究仍然處于不斷探索的階段，生產(chǎn)技術(shù)還不是非常的成熟。但是，不得不說近年來智能紡織品的發(fā)展是相當迅速的，應(yīng)用也越來越廣泛，可想而知，智能紡織品有著非常好的發(fā)展前景。

 

1 智能紡織品的概念

 

智能紡織品是指以智能紡織纖維為原料，通過紡紗、織造等工藝最后獲得的紡織品，或者是將其他的智能材料與紡織品進行組合而得到的具有智能性的紡織品。與傳統(tǒng)紡織品相比，智能紡織品擁有更多的附加功能，大大增強了紡織品的安全性、時尚性和趣味性，能夠很好地適應(yīng)或感應(yīng)外部條件，通過改變自身性質(zhì)適應(yīng)外部環(huán)境，充分滿足消費者對多功能、人性化產(chǎn)品的需求。

 

2 智能紡織品的分類

 

2.1 按照智能程度分類

 

目前，智能紡織品按照智能程度可以分為消極智能紡織品、積極智能紡織品和高級智能紡織品三種。

 

（1）消極智能紡織品

消極智能紡織品僅僅能感知外界環(huán)境的變化或刺激，但不能根據(jù)外界變化進行自我調(diào)節(jié)，主要在檢測應(yīng)變、溫度、壓力、電流等這些材料和環(huán)境的性能，比如在抗紫外線服裝、抗菌紡織品、陶瓷涂層紡織品、光導(dǎo)織物等方面都是目前消極智能紡織品的應(yīng)用。

 

（2）積極智能紡織品

積極智能紡織品不僅能感知外界環(huán)境的變化或刺激，并可根據(jù)外界變化做出相應(yīng)的反應(yīng)。這類智能紡織品了除傳感器外，還包含有致動器，能夠檢測所得信號或從中央控制單元獲得信息，從而使結(jié)構(gòu)變化以適應(yīng)外界環(huán)境的變化?，F(xiàn)有的積極智能紡織品有光熱致變色紡織品、形狀記憶紡織品、防水透濕紡織品等。

 

（3）高級智能紡織品

高級智能紡織品又稱超智能紡織品，這類智能紡織品不僅能夠感知外界環(huán)境和刺激并做出反應(yīng)，還可以表現(xiàn)出動態(tài)的自適應(yīng)性。目前，已經(jīng)開發(fā)的智能紡織品有信息服裝、數(shù)字服裝、智能文胸、保健服裝、滅蚊服裝、情感服裝、軍用帳篷等。目前，高級智能紡織品仍處于起步階段，有待進一步研究。

 

2.2 按照智能種類分類

智能紡織品按照智能種類可以分為電子信息紡織品、溫控智能紡織品、形狀記憶紡織品等。

 

（1）電子信息紡織品

電子智能紡織品以電子技術(shù)、傳感以及通信和人工智能為基礎(chǔ)的新型紡織品。電子元件參與，使得紡織品有新的用途，但同時也需要解決其安全隱患以及加工難題。關(guān)于紡織品，電子智能紡織品的研究目前已經(jīng)成為一項獨立的研究項目，電子智能紡織品研制過程中，涉及到多學科知識點，同時主張將科技與技術(shù)相結(jié)合。

 

（2）溫控智能紡織品

智能調(diào)溫紡織品是一種通過自動感知外界溫度變化，智能雙向調(diào)節(jié)溫度變化的織物。在溫度變化時，可吸收、釋放或儲存熱量，也可在周圍形成恒定微氣候，使溫度處于舒適范圍 。其制作原理主要利用相變材料、有調(diào)溫作用粒子或聚合物粘附在纖維、紗線和織物上或?qū)ζ溥M行后整理。

 

（3）形狀記憶紡織品

形狀記憶紡織品是將具有形狀記憶功能的材料 ，通過織造或整理方式引入紡織品中，使其具有形狀記憶、恢復(fù)、抗震性和適應(yīng)性良好等優(yōu)異性能的紡織品。

 

（4）變色紡織品

智能變色紡織品是指在外界環(huán)境的刺激下，紡織品的顏色會隨之發(fā)生變化，外界條件可以是光、熱、電、壓力等等，這類智能紡織品主要包括光致變色紡織品、溫致變色紡織品、電致變色紡織品、壓致變色紡織品、濕致變色紡織品等。其中，光致變色紡織品是指在不同的光波條件下，一種物質(zhì)向另一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化而出現(xiàn)的變色過程。由于兩種物質(zhì)都能夠吸收光譜，當我們?nèi)サ艄庠吹臅r候，顏色會自動回到最初的顏色。溫致變色紡織品是指隨著溫度的變化紡織品的顏色也會相應(yīng)的發(fā)生變化，壓敏變色紡織品則是由傳統(tǒng)的纖維編織而成，變色原理是通過織物導(dǎo)電纖維經(jīng)緯交織形成的矩陣感知織物受壓部位，產(chǎn)生顏色的變化。

 

3 智能紡織品的應(yīng)用

不同功能性的智能紡織品在不同的領(lǐng)域有著獨特的優(yōu)勢，有效的實現(xiàn)了產(chǎn)品的價值以及提高了產(chǎn)品的附加功能，在各個領(lǐng)域的發(fā)展都有著不可替代的作用，目前，對于智能紡織品的應(yīng)用領(lǐng)域主要分為四個方面，分別是體育運動、特種防護、軍事防護以及醫(yī)學領(lǐng)域。

 

3.1 在體育運動中的應(yīng)用

智能紡織品在體育運動方面的廣泛應(yīng)用大大增加了戶外運動愛好者的運動熱情，其全方位的功能和安全性為戶外運動者人身安全提供了充分的保障。運動健身的類的服裝通常是比較貼身的，所以應(yīng)當具有控制水分和透氣的功能，可以確保貼身物的舒適性，及時的透濕透熱，保持干爽的狀態(tài)，最終能夠保證運動員處于良好的運動狀態(tài)。目前智能紡織品應(yīng)用于智能運動鞋、內(nèi)置加熱體系滑雪衫、電子追蹤功能的兒童滑雪服等幾個方面。得到了大眾的認可和喜愛，有著廣泛的發(fā)展前景。

 

3.2 在特種防護中的應(yīng)用

在特種作業(yè)過程中，發(fā)生人員傷亡事故的可能性比較大，容易對操作者本人或周圍設(shè)施等造成嚴重的危害。為了確保特種作業(yè)人群人身安全，降低人員傷亡事故發(fā)生的可能性，就必須從基礎(chǔ)安全設(shè)施入手，從服裝等各個方面加強對特種作業(yè)人員的保護。將智能紡織品合理應(yīng)用于特種防護中，拓展服裝的功能，更好地滿足特種作業(yè)的需求，就可以真正實現(xiàn)智能紡織品應(yīng)用于特種防護的目標。目前，特種防護中對智能紡織品的應(yīng)用主要體現(xiàn)在隔熱服裝、防電磁輻射織物和抗沖擊智能防護織物等方面。

 

3.3 在軍事防護領(lǐng)域的應(yīng)用

智能紡織品廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域?qū)Υ龠M軍事技術(shù)的發(fā)展具有非常重要的作用。在戰(zhàn)場上,作戰(zhàn)服對士兵有效發(fā)揮戰(zhàn)斗力和避免傷亡起到關(guān)鍵的作用。新一代的作戰(zhàn)服不僅要抵御武器的襲擊, 而且還要避免自然環(huán)境 、化學試劑 、火焰和其他戰(zhàn)場災(zāi)難的危害, 是一種高度智能化的作戰(zhàn)服。目前，軍事方面的紡織品的應(yīng)用主要有宇航員專用服裝（宇航員是在真空狀態(tài)下進行作業(yè)，環(huán)境比較特殊，對服裝有嚴格的要求。）、士兵作戰(zhàn)服（可以根據(jù)外界環(huán)境的顏色做出相應(yīng)的改變服裝的顏色，起到隱身和防護的作用）、智能降落傘（可以在突發(fā)狀況是自動打開降落傘，還能檢測空中和地面的環(huán)境狀況，及時的改變飛行的方向和速度）等。安全防護類智能服裝的應(yīng)用非常重要，給人的生命安全及生理健康帶來保證。

 

3.4 在醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用

智能紡織品在醫(yī)療保健方面的作用基本上可以簡單的歸納為感應(yīng)器，執(zhí)行器和傳輸器。當今試驗用或者商業(yè)用的智能紡織品主要還是被用做“感 應(yīng)器”和“傳輸器”，或者是“感應(yīng)器”和“數(shù)據(jù)存儲器”。是以鑲嵌的方式加入織物中，需要達到耐穿和舒適的效果，還需要對其進行定期維護，嵌入的特殊智能元件能夠?qū)Σ煌纳眢w做出相應(yīng)的信號反應(yīng)，目前，已經(jīng)被應(yīng)用在很多領(lǐng)域監(jiān)測生理指標或者用來儲存數(shù)據(jù)。智能紡織品的發(fā)展降低了醫(yī)學領(lǐng)域的醫(yī)療成本，它可以代替人工來監(jiān)測病人的身體狀況，醫(yī)生和家屬能夠及時的了解病人的情況。如果可以廣泛正確的被應(yīng)用，在不久的將來應(yīng)用前景也是相當?shù)膹V泛的。

 

4 發(fā)展趨勢

智能紡織品促進了紡織領(lǐng)域的發(fā)展以及科技在紡織領(lǐng)域的滲透 。紡織品的智能化 、多功能化不僅提高了產(chǎn)品附加值，也促進了紡織業(yè)發(fā)展。近幾年來，智能紡織品在我們的生活中越來越常見，特別是服裝行業(yè)，它不僅提高了服裝的時尚型、舒適性，還可以提高我們的生活質(zhì)量以及改善勞動條件。能夠滿足不同人群的需求。智能紡織的發(fā)展大概可以分為下面幾個方向。

 

（1）多功能化

由于目前的技術(shù)水平還沒有實質(zhì)性的突破，所以智能紡織品還不能實現(xiàn)一物多用，隨時代是在不斷的進步的，科研也是不斷的研發(fā)的，所以智能紡織品的多功能化在不久的將來是可以實現(xiàn)的。

 

（2）低成本化

智能紡織品的研究應(yīng)該考慮成本的投入，采用低成本的技術(shù)不僅可以節(jié)約成本而且能夠讓大眾都可以消費的起，實現(xiàn)智能紡織品的普遍性。同時還能滿足不同層次的消費者。

 

（3） 易于穿著

我們要實現(xiàn)的不僅是紡織品的功能性，同時還要考慮的是可穿著性以及舒適性，在增加了功能的同時，我們相對于普通織物能夠?qū)崿F(xiàn)的功能也不會改變，不僅能夠洗滌、熨燙、以及不同形式的整理方式都不會改變[15]。

 

（4）美觀性

對于美觀來說，我們大眾的審美都是不同的，所以開發(fā)出大眾都能認可的產(chǎn)品是非常重要的，我們在使織物具有強大功能性的同時還能滿足不同人群的需求。

 

（5）綠色環(huán)保

綠色是當今社會的熱門話題，我們的紡織品也要跟隨社會的腳步，實現(xiàn)產(chǎn)品的綠色智能化，目前，我們最主要的問題就是電子智能紡織品會像其他電子智能紡織品一樣產(chǎn)生電磁波輻射，在將來的研發(fā)中，我們應(yīng)該盡量避免這些弊端。在的生產(chǎn)過程中要實現(xiàn)零污染以及資源的浪費。