柔性智能紡織品與功能纖維的融合

肖　琦

柔性智能紡織品與功能纖維的融合

肖琦

（武漢職業技術學院湖北武漢430070）

文章分析了柔性智能紡織品的優點，探討了柔性智能紡織品和功能纖維融合技術所存在的問題，提出了解決策略，希望可以給柔性智能紡織品的研究、應用與發展提供參考。

柔性智能紡織品；功能纖維；融合

可穿戴的柔性智能紡織品在近年來已經成為人們重點關注的對象之一，同時也是智能紡織技術之中的一個重要分支。經過了漫長而又坎坷的發展，可穿戴的柔性智能紡織技術終于在2014年實現了大爆發，各種的新潮穿戴產品大量涌向市場，其中最為主流的有智慧眼鏡、智慧手表和智慧手環等。自2016年以來，可穿戴的柔性智能紡織品也開始進入老年化市場和母嬰市場，將健康管理功能作為其主要的發展方向。可穿戴的柔性智能紡織技術也與生物電子技術之間實現了跨領域的結合，極大程度地提升了其技術層次和商業模式。當今的可穿戴柔性智能紡織產業主要有五種形式，分別是工業、軍事、運動健身、醫療照護和資訊娛樂，其應用的范圍幾乎涵蓋了當今社會人們生活的方方面面。

1 柔性智能紡織品的優點

柔性智能紡織品最大的優點就是產品輕盈、可以與皮膚大面積接觸，也可以與人體皮膚型態良好貼合，可隨意進行大幅度的變形，不會對穿戴者的活動造成影響，而且可以長時間穿戴。柔性智能紡織品的設計也有著舒適、時尚的特點，將功能纖維材料作為基礎來達到產品的柔化目標，集合柔性電子和光子等的多項先進科學技術，讓產品實現了多樣化、穩定性與安全性的全面提升。以下就是對柔性智能紡織品的優點進行分析。

（1）輕薄與快速反應：最大限度降低彈性體硬度，無論是靜止、運動，還是大幅度運動，都可以保障產品高精度的測量性能。

（2）三維探測范圍：具有極強的拉伸和彎曲性能，可以在三維方向隨意揉搓，并獲取更多的環境信息和穿戴者狀態信息。

（3）使用壽命長：具有良好的彎曲、拉伸性能和彈性恢復性能。

（4）柔性連接與穩定性能：采用柔性的導電材料進行連接，讓剛性連接不穩定的問題得到巧妙解決。

（5）安全導電性能：由安全的導電纖維編織而成，具有電磁屏蔽和防靜電等的諸多優勢，孕婦和兒童都可以穿戴，并且不會產生過敏現象。

（6）舒適與透氣性能：通過柔性智能紡織纖維和運動服面料的結合，讓紡織品更加舒適、透氣。

（7）可水洗：普通的機洗壽命在35 次以上，實現了科技和生活的完美結合。

2 柔性智能紡織品和功能纖維融合技術的問題及其解決策略

2.1 技術門檻比較低

2.1.1 問題

根據的相關數據資訊顯示，穿戴式的裝置市場雖然在全球已經有了繁多的出貨量，但是在這些產品中，大多數都是價格低廉、設計簡單，并且技術門檻很低的產品，很多的產品依然需要連接手機或者是其他的聯網裝置才可以運行，這些都屬于被動性的智能產品。在當今的可穿戴柔性智能紡織品的研究中，相關專家和學者們都致力于實現其獨立聯網和自我運行。

同時，當今市面上大多數的可穿戴智能紡織品都是首飾、手表等，這些產品依然擺脫不了硬性的承載體與連接方式，進而對產品的舒適性造成很大影響，由于硬性載體與連接的限制作用，也無法將目標技術安裝在最為理想的探測部位，進而讓信號的獲取精度受到影響。

2.1.2 解決策略

要想解決這一問題，就應該改善電子載具的形式與性質，讓功能纖維這一科學成果在柔性智能紡織品中得以合理應用，讓產品的體積得到進一步的濃縮，進而變得更加輕薄、柔軟，進而實現對實現多樣化、不同功能可穿戴柔性智能紡織產品的設計。

2.2 電子器件能源供應問題

2.2.1 問題

因為普通的鋰電池有著較大的質量和體積，并且需要頻繁充電或者更換，使用起來不僅顯得十分笨拙，而且也不夠舒適。比如：在實際的應用過程中，穿戴者每天至少要穿戴10 h左右，如果因為耗能問題，穿戴者就不得不時常給產品充電，否則產品就會處于休機狀態，這樣的情況不僅會給穿戴者帶來很多的麻煩，也會使其對產品的認知受到嚴重的不利影響。

2.2.2 解決策略

要想解決這一問題，就應該考慮到通過收集穿戴者周圍能量來實現實時充電的功能，讓智能服飾獲得可持續的能源。比如：可以應用穿戴者自身產生的動能給電子器件充電，也可以應用穿戴者周圍的風能、太陽能以及溫差勢能等給電子器件充電。

2.3 造價成本高，技術復雜

2.3.1 問題

在當今移動互聯網等技術的不斷發展之中，用戶的需求也在不斷變化，因此，可穿戴的柔性智能紡織設備在形態和應用方面也得到了不斷更新，讓產品的功能變得更加多樣化。但是由于可穿戴柔性智能紡織品的制作技術十分復雜，同時也有著很高的造價成本，所以這一類的紡織品在市場價格方面就會明顯偏高。這樣的情況就會讓可穿戴的柔性智能紡織品難以在當今社會大眾之中得到普及。

2.3.2 解決策略

在可穿戴的柔性智能紡織品發展之中，要想讓技術復雜、造價成本高的問題得到有效解決，就應該對其研發的技術加以改造，或者是尋求新的技術突破。比如；可以通過成熟的納米技術、太陽能技術以及生物技術等，來替代一些成本更高的技術，讓智能纖維的內部與功能結構的形態發生改變，實現產品的創新。這樣就可以在保障產品功能、舒適性、信息化、智能化、時尚化的同時降低產品的造價成本，進而使其市場價格得以有效降低。同時，在可穿戴的柔性智能紡織品制造與研究之中，也可以深入發掘一些可替代的價格更低的原材料，進而實現制造成本的進一步節約，降低產品的市場價格，讓可穿戴柔性智能紡織品在當今社會之中得到全面的應用和普及。

2.4 跨領域產品的專業設計與技術障礙

2.4.1 問題

在過去，電子行業和紡織品行業都有著各自的定位，并習慣于通過自己熟悉的技術來開發產品，而可穿戴的柔性智能紡織品的設計與技術都打破了傳統的產業界限，讓物理、化學、生物、電子、材料以及信息通訊等的多項技術都結合在這一種產品上。因此，這種跨領域的產品在專業設計和技術方面也就有著一定的障礙存在。

2.4.2 解決策略

要想跨越可穿戴柔性智能紡織品跨領域專業設計和制作方面的障礙，就應該在這個新型的產業之中融合不同背景的設計人才和技術人才，進而讓不同專業的知識都在這一新型行業領域之中得以詮釋和融合。這樣才可以讓柔性智能紡織品與功能纖維的融合技術得以顯著提升，讓科技在當今社會人們的生活之中發揮出更加強大的優勢，推動當今智能紡織產業領域的良好發展。

3 小結

柔性智能紡織品在當今時代市場之中的需求量越來越大，將柔性智能紡織品與功能纖維相融合，就可以進一步提升其柔軟度和舒適度。因此，這一技術在當今也受到越來越多人的關注。隨著科學技術的不斷發展，柔性智能紡織品和功能纖維的融合也得到了進一步的發展，但是其中依然存在著一定的問題。基于這一情況，在柔性智能紡織品的研究與制造之中，相關人員應該對這些問題加以重視，并通過有效的策略來解決這些問題。這樣才可以讓可穿戴的柔性智能紡織品在當今社會之中得到廣泛應用與普及。

[1]楊晨嘯,李鸝.柔性智能紡織品與功能纖維的融合[J].紡織學報,2018(5):160-169.

[2]陳楊軼.基于聚丙烯酸酯類溫敏聚合物的柔性智能紡織品的研究[D].浙江:浙江理工大學,2017.

紡織品檢驗類課程實踐教學標準化研究（NO：2019YJ002）

TS106

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2095-1205(2020)01-81-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.01.48