美国智能纺织研发面面观

文/熊春花

近几年来，大量纺织新闻围绕医用纺织业的报道不绝于耳。不论是报道用于保健和防菌纺织物、涂料、添加剂，还是新功能织物，纺织业的创新持续推动着医疗事业的进步。其中最显著的就是传感技术。可穿戴传感技术市场发展迅猛，许多公司甚至转向为医疗和保健应用程序研发智能纺织产品。

让袜子智能起来

最近，位于美国旧金山的赛伦保健公司（Siren）研发了一种称为“神经元”的纤维，用以将微传感器直接嵌入织物的监控糖尿病的袜子，它因此可通过足部监视身体健康。它有6个传感器，3个在脚底，一个在脚背，一个在脚跟，另一个可持续监测脚部温度记录病情变化。该公司称，糖尿病袜持续监测脚部温度变化，能检测出糖尿病足溃疡坏疽的征兆。有证据表明，监测脚部温度在临床上是治疗脚部坏疽最有效的方法，比起普通足部护理，其疗效高达87%。

所谓的神经元纤维是研发的一种将微传感器直接嵌入到织物的糖尿病可传导信号的纤维化监控器，也是足部监视系统。它有6个传感器，持续监测脚部温度变化。

公司报道，约有56%的糖尿病患者足溃疡后发生感染，其中有20%因病疽感染加重最后被迫截肢。仅美国，每年因糖尿病截肢病例就逾10万。同时，超过80%患者因截肢去世。穿上这种袜子，就能立即在应用程序上看到脚部温度，还能对比温度变化。

足部溃疡坏疽是糖尿病患者最普遍，最烧钱，也是最致命的综合病征。目前还没有其他能持续监测这些重大疑难杂症的办法。该公司总裁兼创始人认为，这类神经元纤维应用非常广泛，囊括医疗、体育、军事、时尚等。但要解决关键问题才具有实际意义。毕竟保住脚，就能保住生活的意义，影响深远，意义非凡。

糖尿病袜有自身的特征，即神经元纤维在6个关键穴位无缝合成传感器，监测脚部温度。这是保障脚部健康最有效的方法，其特征为：穿着舒适——袜子所有部位细织密缝，贴脚柔软；专业洗涤——无需单个洗涤；除湿吸汗——这类纤维能去除脚部湿气，促进皮肤健康；超长供电——使用半年内不用充电。

糖尿病监控袜在外观和质感上跟普通袜没什么区别，其最大的功效就是精确监测脚部温度，实时追踪脚部健康。糖尿病患者只需像平常那样穿上袜子即可。

可印刷的石墨烯传感器

美国戈尔公司与纽约数字健康创业公司通力合作，达成协议，即探索先进传感器技术的材料解决方案，并为辅助服装和数字健康应用提供实用智能织物。

该公司原为喷墨印刷公司，生产低成本石墨烯温度传感器。其技术支持得益于史蒂文斯理工学院。该公司使用氧化石墨烯制造灵活耐用的超薄传感器，用以检测皮肤温度。经两家公司协商，初始阶段重点关注温度传感技术，这将为传感技术在数字健康、慢性疾病管理、智能织物等领域打下基础。两家公司是平等的合作伙伴，能相互取长补短。戈尔创新中心拥有大量原型设备，可与各领域开发商合作创新。

与戈尔的合作带来巨大的成就，尤其是合办的创新中心。其材料和专业知识可改进现有技术，并提升到新的水平。戈尔公司在舒适性和耐用性方面的技术支持非常有名。戈尔有丰富的合作资源，先进的探索精神，是理想的合作伙伴。鉴于戈尔材料弹性良好，质地超薄，让人看到了更美好的前景，舒适耐穿的石墨烯传感衣服可广泛应用于病理生理学，提供不间断的无线监测。

相互合作，挖掘潜能，特别是改善慢性疾病患者的生活质量，创新中心可提供原型设备，还能与初创者、研究人员、客户、公司等协同创新。

心电图与心率监控穿戴研发

美国旧金山英格莱公司（Emglare）推出一款带有传感器的智能衣服，它能监测人的心跳，测试心率。该公司产品监测的所有信息能直接显示在手机程序上。公司推出的第一款产品是英格莱心脏移动应用设备，它与智能服装内置的心电图和心率传感器兼容，这种衣服可用无线充电器充电。该公司首次设计了男士汗衫和运动T恤，以及女士运动文胸和普通文胸。旨在生产高品质的智能衣服，即使穿一整天依然舒适自然，因而所有的衣服都适合日常穿着。

他们的目标是生产世界上最好的智能衣服，不仅超级智能，穿起来也舒服。这类产品由不同领域的保健、信息、时装专家共同研发。

美国感觉中枢神经研发公司（Sensoria）开发出一款智能袜，它不仅可监测跑速，还能记录跑的状况。这种袜子左右分开，在脚底各有3个传感器，用于监测脚部压力。这些传感器同袜子里的导电纤维相连接，导电纤维将收集数据传到脚环，脚环通过磁性附着体与袜口相连。这款袜子按照纺织电路板进行设计。脚环与磁性附着体连通后被激活，用智能蓝牙可将信息同步传送到手机应用程序上，他们还研发出能够监测心跳的上衣。

智能跑鞋置有纺织压力传感器，与应用系统技术的可拆卸电子设备连通。传感器可监测步幅、速度，还能检测到爬坡、下楼、行走节奏，以及与地面接触时间、脚踏和碰撞，只要安装配套的客户端就能自我监控。跑步者通过这些数据可提高跑步水平，并降低受伤风险。

可穿戴传感器，即不足1mm的超薄传感器安全亲肤不刺激，已得到pH值的测试鉴定。能大面积灵活应用于糖尿病足并发症、跌倒检测和预防、神经病学、康复等各种临床症状。

从音乐应用到健康技术

美国加州伯克利智能传感器公司（BeBop）使用柔性织物测试外力。BeBop是由“可穿戴智能纺织传感器”乐器发明人基思·麦克米伦首创。他们巧妙利用了聚合物的抗阻性，用不同方式使材料通过拧、压、拉，或施以其他外力，让织物电子排列随之改变，它可通过感应电阻变化的导电测试。产品形状根据不同用途相应做出变化。

传感器可测试身体状况，如弯腰、移动、旋转、扭转和压力产生的三维图。这项技术市场广阔，可应用于衣物、防护服、鞋子、保健设备、运动装备、自动化、机器人、航空航天、游戏、生物识别、假肢等领域。

导电墨能感应到BeBop抗组织物阻力的变化。用途不同，产品设计的形状也不同。他们研发的高分辨率智能头盔传感系统，衬垫内设有40个传感器，能快速捕捉头部受撞击的全过程。数据包含确切的撞击位置和速度阈值，受害者还能根据相关数据进行应激分析。头盔内置芯片编程后，还能触发紧急呼叫或发出其他响应命令。翼区（太阳穴周围）受伤比前额更危险，获知受伤源以及伤害的扩散方式可提供宝贵的第一应急信息，并且内置软件可根据情况做出分析，是否拨打911电话求救。

它由美国一家风险投资公司巨资投入，BeBop公司已完成逾1000万美元的首轮融资。此次融资将加速产品的升级，并将传感技术渗透世界各大市场。

(据美国《纺织世界》http://www.textileworld.com/textile-world/features/2018/07/smart-textiles-offerdevelopment-opportunities-in-medical-health-applications/近期资料）