智能服裝材料在智能軍服領域的應用前景

李寧 孔慶平 韓衛敏 朱耿溪 王靜

摘 要： 智能服裝材料是指對環境條件或環境因素的刺激有感知并能做出響應，同時保留服裝材料固有風格和服用性能的材料。本文在介紹智能服裝材料分類的同時，結合部隊軍服材料的發展需求以及國內外軍服材料的發展現狀，提出未來智能軍服材料的發展趨勢。本文提出的新思路，對于智能軍服材料的發展具有現實意義。

關鍵詞：智能服裝材料;形狀記憶;防水透濕;納米技術

1 智能服裝材料的概念

“智能材料”是指模仿生命系統，同時具有感知和驅動雙重功能的材料，即不僅能夠感知外界環境或內部狀態所發生的變化，而且能夠通過材料自身的或外界的某種反饋機制，實時地將材料的一種或多種性質改變，做出所期望的某種響應的材料[1]。智能服裝材料是指對環境條件或環境因素的刺激有感知并能做出響應，同時保留服裝材料固有風格和服用性能的材料。

2 智能服裝材料的分類

2.1 形狀記憶材料

形狀記憶材料是指熱成型時（一次成型）能記憶外界賦予的原始形狀，冷卻后可任意形變并在更低的溫度下將此形變固定下來（二次成型），當再次加熱到某一臨界溫度（稱為逆相變溫度）時能可逆地回復原始形狀的一種材料[2]。利用形狀記憶材料直接制造或合成的形狀記憶纖維，可以制造成特殊功能的服裝。

2.2 防水透濕材料

防水透濕材料又稱可呼吸織物，是集防水、透濕、防風和保暖性能于一體的服裝材料。所謂防水透濕，就是要求織物在一定的水壓下不被水（主要是雨水）潤濕或滲透，但人體散發的汗液蒸氣卻能通過織物擴散或傳導到外界，不在體表和織物之間積聚冷凝，主觀感覺不到發悶的現象。

2.3 調溫材料

調溫材料是一種能夠自動感知外界環境溫度的變化而智能調節溫度的高技術纖維材料。它以提高服裝的舒適性為主要目的，可以吸收、儲存、重新分配和放出熱量，在環境溫度低時，自動調高服內溫度，在環境溫度高時，自動調低服內溫度，使服內溫度處于較舒適的范圍。

2.4 變色材料

變色材料是指在受到光、熱、水分或輻射等外界刺激后，能夠自動且可逆地改變顏色的材料，主要包括熱敏變色材料和光敏變色材料等。

2.5 電子信息材料

電子信息材料是指將電子技術、信息技術等高新技術融入紡織服裝產品的高科技材料。

3 未來智能軍服材料的發展趨勢

3.1 智能化是未來智能軍服材料永恒的主題

所謂智能化是指服裝的功能懂得身體語言，隨人體與環境的變化而變化，也即該智能材料對能量、信息具有儲備、傳遞和轉化功能。如：美軍通過對普通軍服棉布進行特殊處理（采用聚乙烯乙二醇），使棉布遇熱膨脹時會吸收熱量，遇冷收縮時又會放出熱量。日本通過對滌綸、錦綸纖維包覆“天氣狀況記憶聚合物”，使纖維分子間距在時發生改變，使軍服達到溫度微調的目的。

美國研制了一種在紡織品上附有一層不透水的薄膜，內裝硫酸鈉，當硫酸鈉遇熱時會液化儲熱，使體溫下降。當硫酸鈉遇冷時會固化放熱，使體溫上升。科學家在研究了北極熊熊毛的結構后，發現它與光導纖維的結構極其相似。這種結構特別有利于光的傳輸，它可最大限度地把光能匯集到表面上轉化成熱能，并通過皮下的血液將熱能輸送到全身。能吸光蓄熱的含有碳化鋯的“日光纖維”就是根據熊毛吸光蓄熱的原理研制的，用這種纖維制作的太陽能服可以使“薄衣過冬”成為可能，也為極地探險提供了理想的服裝[3]。

未來服裝不僅具有透氣功能，而且具有防水功能，如晴天纖維收縮干爽而透氣，雨天纖維迅速膨脹而防水滲透，甚至可以成為水面救生服。

3.2 納米技術是未來智能軍服材料不衰的亮點

納米技術是20世紀90年代出現的一門新興技術。納米技術的迅猛發展，為軍事科技工作者研制納米裝備及納米智能服裝材料奠定了物質基礎，也將成為未來智能軍服材料不衰的亮點。如：在制作軍服的特種纖維中大量摻入利用納米技術制造的微型裝置，即在特種纖維中植入微型發光粒子，從而可以感知周邊環境的顏色并做出相應的調整，使軍服變成與周圍環境一致的隱蔽色。采用陶瓷粉末或鈦元素為紅外劑的遠紅外保暖服裝材料，就是將納米級的粉末粒子通過特殊工藝滲透到服裝纖維中的技術。這種納米化的服裝材料可以產生大量的遠紅外線，既可以保暖又可以保健。

3.3 超常規化是未來智能軍服材料的科技前沿

未來智能軍服纖維的超細，軍服材料的超薄、超保暖、超天然、超通透和吸濕性能等方面將會有突破性的進展，超常規化的智能軍服材料將成為服裝材料的科技前沿。如：防彈服除了采用復合材料（如輕質陶瓷纖維和玻璃鋼）外，“蛛絲”纖維也將很快應用于智能防彈服的研制上。“ 蛛絲”纖維是目前強力最好的纖維，用“ 蛛絲”纖維做成的防彈服能夠抗擊連續沖擊、抗碎裂擴散、防止子彈近距離直射。

活性炭纖維織物將取代通常使用的障礙泡沫、球狀物或粒子，研制成新一代的防護生化和細菌武器的智能防護軍服-化學及生物呼吸面罩。活性炭纖維織物是將織物用氯化物的化學品加以處理，再將其送進含有二氧化碳的爐中加熱至600℃-800℃，使織物碳化并有活性，能吸收氣味。

4 我國智能軍服的研究任重道遠

我國智能軍服的研究未見報道，智能軍服材料的研究也在探索和起步階段，與發達國家，尤其與美國相比，仍然存在很大的差距。這種差距主要來自基礎研究和應用技術研究方面。值得欣慰的是，在納米科學和納米技術研究領域，我國在世界范圍內處于第二方陣，相信在未來世界智能軍服和智能軍服材料的研究領域內有中國一席之地。

5 結束語

未來智能軍服將呈現出“ 通用化、智能化、科技化、超常規化”等綜合特點。智能軍服的不斷發展與探索，必將引導未來服裝產業革命，一個新興產業—智能服裝材料將在21世紀崛起。

參考文獻

[1] 丁希凡.形狀記憶材料在紡織服裝中的應用[J].四川紡織科技，2004（01）：26-28.

[2] 東方龍，柯寶珠.智能溫控紡織品的種類及應用[J].中國個體防護裝備，2005（04）：36-38.

[3] 譚立平.智能軍服材料與智能軍服[J].棉紡織技術，2003（02）：9-12.

作者簡介：李寧：（1982—），男，漢族，陜西咸陽，高級工程師，碩士，從事特種車輛生命保障技術（化工產品）研究。