下面展望一下智能型紡織品的研發動向:
4.1 智能紡織品的仿生設計:
利用人工材料模擬自然界生物體的結構和性能來設計紡織品,使紡織品獲得由這些結構帶來的“智能”,成為智能紡織品設計的重要構思。如受白色來亨雞羽毛的多層次結構能防寒隔熱、防曬、防水和防外界侵害,又有吸濕導熱功能的啟發,設計了有多種防護功能的軍用防護服,使原來八層的防護服減少到三層,實現了軍服的輕量化和舒適化。根據荷葉的自潔現象開發了仿荷葉的自潔紡織品、由日本帝人纖維公司開發的光顯色纖維,則是從生息在亞馬遜河流域的閃蛺蝶得到啟迪的。閃蛺蝶因其外殼和基部翅中特有的周期性多層結構,使周身散發鉆藍的色彩,具有金屬般的光澤。光顯色纖維是多層結構的,它借助光的干涉作用產生不同的色彩,可以是紫色、綠色和紅色。光干涉色彩是純粹的色調,有金屬般的光澤和透明性。由于這種光顯色特征,所以不必使用染料。帝人纖維公司將該纖維列為環保型面料加以推廣。
近年來,人們又發現蜘蛛絲有非同一般的性能:絲細、高強、柔韌、富有彈性、耐沖擊、耐低溫(即使在-40℃仍有彈性)和生物可降解性等。美國國家陸軍生物技術研究中心 (Nexia)的科學家通過將從蜘蛛身上抽取的蜘蛛絲基因植入山羊體內,使山羊奶含有蜘蛛蛋白,再經過特殊的紡絲程序,把山羊奶中的蜘蛛蛋白紡成“人造基因”蜘蛛絲,其強度比鋼大4~5倍,而且柔軟無比,被譽為“生物鋼”。可用于制造手術縫合線、防彈衣、裝甲防護材料等,受到全世界的關注,為仿“蜘蛛絲”的技術打開了成功之路。有消息報導,20世紀以來,基因工程飛速發展,有可能在有色和功能的棉花上開發,據稱美國孟山都公司在倫敦舉行的一個農業討論會上透露,該公司在研究利用基因工程方法生產牛仔褲面料,擬將開蘭花的植物基因轉移至棉花植株內,以控制棉花植株結出天蘭色棉芯,不但免去用靛蘭紗線染色的繁復工藝,不排廢水及大大降低碳的排放,還有美國農業生物技術公司宣稱,他們已經培養出帶有外源基因的“不皺棉花”等等。
4.2 高科技的融合
新材料的發展為智能紡織品的開發提供了智能系統的組合,如:形狀記憶高分子材料的發展,促進了智能型防水透濕織物的開發,相變材料的研究推動了蓄熱調溫紡織品的開發;水凝膠高聚物的發展又為隔熱紡織品的開發奠定了基礎。而多種技術的融合,使紡織品智能化的實現成為可能。
納米技術在紡織領域應用方面,美國馬薩諸塞州內蒂克軍事基地的科學家運用納米技術改變原子和分子的排列,使纖維具有化學防護特性。經過納米技術處理的纖維在讓清新空氣通過的同時,可將生化武器釋放的毒氣擋在身體之外,從而提高了士兵在各種環境下的生存能力。此外,科學家應用納米技術還研究了一種能“捕捉”氣味的纖維,這種纖維具有分子大小海綿體,可以吸收各種怪異氣味,并把它們“鎖住”,直到遇到肥皂水,再將怪氣味釋放。士兵的內衣、襪子等如果用這種纖維織造,將長時間不用清洗,解決士兵在野外長期生活,清洗衣物困難的問題,從而大大改善了野戰士兵的生活條件。
電子紡織品的開發被認為是除納米紡織品外的另一種革命性的開發。2000年7月德國從事電子織物研究的紡織研究開發公司(WRONZ Earalab Ltd)和美國從事材料研究的 Peratech公司首次發布的軟開關技術,使人機界面變得柔軟,有觸摸感和可穿戴性,人們向往的能奏音樂的臺布、能與移動電話聯系的夾克、縫入沙發扶手中的電視遙控器和并入窗簾和地毯的開關等將成為現實。瑞士可穿戴計算機研究室以裹有金屬長絲的聚酯纖維織成導電織物,此織物手感好,洗滌和折皺后不損其導電性。此項研究的成功為紡織品與電子元件的結合,研制真正可穿著計算機奠定了基礎工業。
上述例子說明,將高科技融入紡織品,使一些難以想象的“智能”有了實現的可能,同時也使智能紡織品的設計達到一個飛躍,設計出更為智能的紡織品。
4.3 智能紡織品應用于其他領域
在美國、德國、日本,已開發出用于生物醫學、防護、運動、娛樂休閑等的智能紡織品,并正在將其應用范圍擴大到結構材料,土工紡織材料和工程紡織材料等領域。如:安全防護領域中各種智能紡織品一智能熱防護紡織品、智能抗浸透濕紡織品、智能阻燃防護服等。醫療保健領域中具有藥物釋放功能、修復創傷功能以及屏蔽血液的智能紡織品都已有開發。
5.智能服裝研發動向:
智能服裝是新型的紡織材料與電子技術相結合的產物,新型纖維及紡織材料和微型電子器件的完美結合。使之除了服用外,還能同時具備一些特殊的功能,如傳送信息、自動變色、自動調溫等。美國、德國、日本等發達國家的技術已經成熟,設計應用領域廣闊。介紹如下:
5.1 醫療監視服
美國Sensatex公司研制出一款智能襯衫,它可以監視心率、體溫、呼吸以及消耗了多少卡路里的熱量;這種襯衫可以在穿衣人心臟病發作或虛脫時及時報警,從而降低突發性死亡的概率。這種智能襯衫還可用來監測運動員的心率、呼吸和體溫;消防隊員也可穿用這種救生襯衫或智能襯衫監測煙吸入量,醫生可用這種服裝監測離開醫院的患者。另外, Sensatex公司還計劃設計在衣領里安裝一個全球定位系統接收器的服裝,兒童或老年性癡呆病人穿上后,如果不慎走失可以被輕易找到。
5.2德國的Infineon公司研制了一種新型的智能夾克,一款內置MP3播放機的夾克,這種夾克可以播放音樂,又如飛利浦公司生產了一種ICD夾克,它腰部置有手機和MP3播放器,在領子固定有耳機,它們間的連線則藏在衣服里面,使用者通過話筒用語音來控制手機和MP3播放器,而不需要解開衣服。
5.3 變色服裝
變色服裝能夠隨著周圍環境的變化而自動變色,它或是由變色纖維制造的,或是織物采用變色染料印染而成的,變色服裝最早應用在軍事領域。例如采用變色纖維制作的偽裝服,可隨地貌環境的變化而交替變換不同的顏色:如將這種變色纖維用于民用服裝,也將會大放異彩,可獲得更為奇特的效果。英國一家公司研制出可以隨心所欲地改變顏色的服裝面料,用這種面料制作的服裝已經面世,變色服裝一般有兩類:
5.3.1 隨時間變色
這類服裝的奇特之處在于,一天中至少可以變三次顏色,如在酷暑呈現純白色,可以很好地反射熱量;若在室內又會變成淺藍色,給人一種樸實淡雅的感覺;到傍晚時,又會變成漂亮迷人的紅或紫色,是出席晚宴的理想時裝。這種服裝也叫液晶時裝,屬于最新的科技合成材料,現已制成的液晶達3000種以上,這些液晶都具有液體的流動性與晶體的化學性,當受到磁、電、聲、光、熱、力等外在因素的影響時,其分子排列即發生變化。專家根據顏色變化的需要,把兩至三種不同的液晶混合,然后將其涂在不同質地的紡織品上,做成一套會變色的液晶時裝。
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