智能防护服饰的研发现状与发展趋势

2022-08-11朱晓阳侯玲玲

山东纺织科技 2022年3期

朱晓阳，侯玲玲

(大连工业大学，辽宁大连 116034)

智能防护服饰是可以对外界的环境或刺激主动或被动地进行感知，作出反应并迅速适应的新型服装系统。由于材料以及技术的不同，智能防护服饰的安全防护水平也有所不同，一般分为被动防护型和主动防护型两类[1]。被动保护型是指当外界环境发生改变后，智能防护服饰做出反应并达到防护的目的；主动防护型大多是由智能功能模块组成的智能防护服饰，比如感知、数据传输与处理、执行模块，可以根据外部环境做出判断，在发生危险时对穿着者提前进行防护和预警。随着智能防护服饰越来越多地被应用于消防、医护、运动等领域，其愈加受到人们的重视。

1 智能防护服饰的开发现状

1.1 消防领域

消防员在消防工作中需要面对复杂多变的现场环境，因此，在其智能防护服饰的开发方面，多侧重消防员生命体征及灾害现场环境监测，以提升消防员工作的安全性。由欧盟委员会2006年发起的PROeTEX(Protection e-Textiles)项目[2](见图1)，对智能防护服饰在消防防护领域的应用具有重大意义，其由多个部分构成：T恤设计了呼吸频率传感器、检测人体心率的电极、人体温度传感器、人体缺失水分传感器以及监测生命体征的传感器，它可以实时并准确地监测到穿着者身体状况；消防外套内置了GPS定位系统、加速度和姿势检测传感器、外部环境监测传感器以及通讯天线和报警系统，因此，这件外套可以检测灾害现场环境以及消防员的位置；还有一双集成Zigbee模块以检测毒气的鞋子(Zigbee是一种远程监控、控制和传感器技术)。消防员进行消防救援工作时，服装上的装置可将监测到的数据通过通讯设备发送到指挥所，使指挥所快速了解现场情况，做出科学决策。

图1 PROeTEX项目开发的新一代智能消防服及其组件

1.2 医护领域

智能防护服饰在医护领域的应用具有可穿戴设备便捷、轻巧、适体性好的优势，可实现“24小时贴身看护”等优势。2016年，法国Bioserenity公司开发了一款供癫痫患者使用的智能防护服装—Neuronaute[3](见图2)，现已在国外医院得到应用，为患者提供巨大便利。这款智能服由上衣和帽子组成，上衣设计了传感器，可以实时记录患者的心率、呼吸频率以及血氧饱和度等指数，帽子里则设有脑电波、眼球感应器和温度计，可实现24小时监测，并且监测数据可在手机APP中显示并进行分析、处理，也可对设备进行远程控制，提高治疗的便利程度，降低了发生危险的概率。

图2 Neuronaute智能服装

2 智能防护服饰的发展趋势

2.1 多领域技术融合发展

智能防护服饰作为电子信息技术与纺织品设计的交叉学科产品，随着信息技术的不断发展，正逐步向多功能化的方向发展。传感技术、通信技术和电子信息技术将进一步与纺织技术相结合，在穿着舒适性、耐用性、功能模块丰富度和数据处理速度等方面优化产品功能，不断提高智能防护服饰的防护性和应用范围。

2.2 商业化

目前，智能防护服饰的研发还处于探索阶段，产品性能比较单一，市场上的产品种类和数量非常有限。智能防护服饰的设计和生产过于注重产品的功能性，忽视了产品的设计美感，这是其发展相对缓慢的原因之一。智能防护服饰的商业化是其发展的主要方向之一。如公共安全智能防护服饰的目标群体主要是老年人和儿童，其中老年人智能防护服饰的功能性主要针对控制、治疗和赋能，而对于儿童来说，智能防护服饰的功能要求主要集中在智能感知和智能交互上，并且智能防护服饰应满足耐用性、安全性和时尚等方面的要求。

2.3 特殊领域防护

特种防护领域主要为军事和医疗领域。在这一品类中，需要将智能防护服饰的主动防护和被动防护结合起来，以更好地满足用户的安全需求。对于军用智能防护服饰而言，其智能服装的功能性应包括健康监测、损伤检测和及时简易治疗，而智能服装的服用性应侧重于舒适性、适用性和便利性。对于医疗智能防护服饰而言，其智能服饰的功能性包括健康检测、数据交换、疾病预警等。