智能纺织品及服装的发展研究

高捡平

（深圳市一上市服饰有限公司，广东 深圳 518110）

0 引言

智能织物是一种利用智能材料、先进材料科学、生命科学、电子技术和纳米技术等多种高科技结合的新型织物，促进了智能纺织品制造技术的发展。近年来，随着智能材料、智能纤维、智能织物和智能服装的不断创新，时尚产品发展迅速，受到越来越多的关注。智能织物通常是指可以感知并响应各种环境变化和刺激的织物。智能织物比常规的机织织物和针织织物具有更多功能。

根据智能结构对外部变化的反应程度，智能结构可分为无源智能结构、有源智能结构和高级智能结构。其中，被动智能组织只能感知外部环境的变化或刺激；活跃的智能组织不仅可以感知变化或外部刺激，而且可以做出反应；先进的智能面料不仅可以感知和反应，还可以自我调节。智能服装是指模仿生命系统的服装，该系统可以感知外部环境或内部状态的变化，并可以通过反馈机制对变化做出响应[1]。

1 智能纺织品的分类和功能

最先进的智能面料包括温度控制面料、形状记忆面料、变色智能面料、防水防潮面料和基于Internet 数据的面料[2]。

1.1 可适应温度控制的纺织产品

纺织品智能温度控制响应于外界温度对纺织品、保温材料、纺织品和纺织品隔热的冷却温度控制的刺激，已得到了迅速发展。近年来，主要研究方向是使用隔热材料。它吸收外部能源的能量，并向人体辐射热量，以实现热处理和来自日光和红外纤维隔热罩的热处理。美国杜邦公司有4 种Coolmax 产品，其根部纤维和纤维之间的空隙最大，可确保水分和表面热量迅速传递到所开发的ACEC 织物纤维的外层。

1.2 形状记忆纺织品

纺织品形状记忆通过编织和整理来呈现具有形状记忆功能的材料作为纺织品，赋予纺织品形状记忆的外观。根据形状记忆纤维的工作原理，能够在初始成型过程中识别出初始形状，可以固定形状，然后可以再次变形。当状态更改时，可以纠正此转换。外部对它的影响如温度、机械力和光学力等，当变换的光纤再次接收外部能量时，可以返回到原始状态。

纺织品形状记忆由合金、变形记忆聚合物、形状记忆和水凝胶形状记忆[3]（包括单位合金）组成。形状记忆聚合物纺织品包括棉花形状记忆装饰品、丝绸形状记忆装饰品和羊毛形状记忆装饰品等。耐化学性形状记忆纺织品主要体现出其不需熨烫、隔热、透气以及其他功能。大多数形状记忆纺织品都集中于生产各种具有形状效应记忆的花式纱线和织物。

1.3 纺织品的变色

变色纺织品是指可以随着外部环境变化而显示不同颜色的纺织品，外部环境如光、温度和压力等，这些变色纺织品包括对温度敏感的纺织品、对湿气高度敏感的变色织物、具有结构变色的织物和对亮光敏感的织物。

光敏织物会在不同光线下改变颜色，而温度敏感织物会在不同温度下改变颜色。纺织材料会在阳光下褪色，使用的是对温度敏感的材料。在日本和美国等发达国家，光致变色纤维的研究取得了长足的进步，例如由美国Geogia 理工学院的Matsui Color Chemical Industry Co.Ltd.生产的光致变色纤维，混合颜色以更改纤维颜色，或更改纤维涂层以自动控制纤维颜色。康涅狄格州立大学的选星技术能够通过电荷改变颜色，并且该材料有望应用于服装以显示电视屏幕。此使用渠道还广泛用于计费、证书和商标中作为防伪媒介。

1.4 防水防潮纺织品

防水防潮面料，又称防水透气面料，是一种防水、防潮、防风和保暖的面料。

耐水性和耐湿性使织物在压力下不可渗透，人体释放的汗水则能够以蒸汽的形式通过织物释放到外面。防水织物根据加工方法的不同，分为高密机织物和涂层性质的织物。在改变织物结构后，高密织造织物既防水又透气。湿汽干燥后，汗液会通过纱线和纤维之间的空间散布开来。通常涂层织物中，高分子化合物不会渗透到织物内部，因为在表面上形成了防护膜，这类织物具有特定的功能，智能透气性要求在各个环境中使用不同的透气性面料。

2 纺织技术发展方向

智能纺织品将柔性微电子组件与纺织品连接上传感器、柔性纺织品开关、电子电路板以及导电线。在微电子和纺织部件的组合中，通常使用3 种方法：模块化技术，嵌入式技术和基于纤维的技术。

2.1 可组合模块技术

可组合模块技术是指电子部件作为纺织品模块组合到纺织品中，例如Levi’s 和Philips ICD 样式的外套，就是具有集成的键盘和通信设备、MP3 控件、GPS和其他功能模块衣服。如今，一些商业天才也使用这种集成模式，通过将各种传感器集成到服装中，他们可以监控人体温度、速度、心律、位置以及其他信息。

2.2 集成电子件连接织物

集成电子件连接织物指通过导电纱线和柔性传感器连接到织物的电路板，例如，Levi’s 在欧洲正在试验和推广智能夹克。人站立时可提供行走的步数、速度、距离和脚的重量分布。步行和跑步时可以上传或导入到智能手机进行分析。由西班牙公司设计的智能T 恤，可以监测体温和心律。智能胸罩由美国某公司开发，可以通过连续分析乳房面温度的变化来检测乳腺肿瘤。

2.3 传感器和组件

例如柔性压敏材料，智能纳米电子织物和在正常条件下表现出弹性压力的弹性织物，如果挤压或弯曲它，电阻会减小直至导电。纺织品柔性LED 屏是采用特殊的编织技术和光纤技术制成的，因此，可以将柔性LED 屏加到衣服上，再连接到安装的电子设备，实现计算机系统与电子设备之间的通信[4]。

3 智能服装的发展

近来，Google Glass 推出了诸如自动化眼镜、口罩和计步器之类的人用佩戴设备，迅速受到公众的关注。显然，将各种可穿戴设备无缝地集成到服装中，可以给人提供更自然和互动的体验，它们有许多有用的功能，但是仍然存在一个问题，即体积大并且难以携带。研究人员预测，自动穿戴将成为下一代可穿戴设备，并且适应性自动化穿戴的普及程度有望在不久的将来得到增长。改善衣服的功能性和舒适性，就意味着改善了人们的穿着质量。随着适应性自动化纺织技术的不断发展，它在服装行业的时尚中起着重要作用，越来越多的适应性自动化服装设计和制造使人们的生活更方便。

4 结语

近年来，研究人员和贸易公司进行了大量科学研究，以制造自动化服装有关的智能产品。对新材料的持续研究，让服装继续朝着智能化、舒适和高效的方向发展。在设计方面，主要着眼于功能性服装的多功能性、数字时代的联网、数据处理便利性以及各种数字资源的优化。在未来，由于高度发展与智能创造力的科学技术植根于人们的思想，服装与人之间能够更好融合，提高了民众的生活质量。