智能紡織品發展現狀和檢測

武加文 王強

摘 要：智能紡織品是把生物學、醫療學、計算機及其他技術與纖維結合在一起的尖端纖維。伴隨社會飛快進步，人民生活水平迅速提升，智能紡織品備受關注。這段時間以來，中國內外的研究人員正在尋求如何更好地開發智能紡織品，隨著紡織品與服裝技術應用的增加，智能紡織品肯定會給紡織品與服裝產業帶來非常明顯的經濟飛躍。為此簡略地介紹了智能紡織品的概念與分類，簡單描述了智能紡織品的研發現狀和探測原理，預測智能紡織品今后的一個發展方位。

關鍵詞：智能紡織品;發展現狀;檢測

步入21世紀之后，各學科的知識就在不停的進行融合，高新技術被廣泛應用于新的纖維材料里面。最近紡織品正在向智能、相互作用和功能的高融合方向發展。紡織品具有感知和感知溫度、熱、電磁場、位置、運動、強度、射線、濕度、生物工程學等功能。渴望在太空服，惡劣環境當中的特殊服裝，休閑運動服等檢測跟傳送信息，新材料和新技術的出現將使智能紡織品具有廣泛應用的可能性。

1 智能紡織品的概念與分類

1.1 智能紡織品的概念

智能紡織品由紡織品纖維消費衍生而成，可對外部條件反應敏感，保持織物材料及織物的款式和技術特性。關于智能紡織品的研發開始于美國。1929年，美國Marsh和其他國家開發出了具有修復被認為是早期智能型織物的濕、干、皺紋功能的纖維素紡織品。80年代以后，日本學者高武俊提出了智能型材料的概念。智能型材質是根據外部環境的變化可以自我認識和判斷的功能性材質。90年代，隨著電子，化學，生物學，醫學和其他領域的發展，智能紡織品的含義更加多樣化，復雜，定義更加廣泛，附加價值不同的布料是非傳統的、新式或非商業性應用軟件，具有交互功能。智能紡織品來自于智能材料。伴隨智能紡織品款式的迅猛發展，智能紡織品的定義就會繼續得到改善，所以投入過多的資金來設定正確的定義是沒有意義的。大家都知道，原始的織物往往只是用于自我防御，防塵，陽光，風吹雨打，擺脫日常生活中其他的污染。伴隨時代在發展和生活水平在飛快提升，紡織品需要雨、雪、透濕性、風力保護以及惡劣氣候下的保暖等特殊功能，可使佩戴者舒適。

1.2 智能型纖維分類

根據智能型材料的特性，智能型材料可以分為手動智能型材料、活動性智能型材料和高級智能型材料。手動智能型材料只能在壓力材料、電流變形、磁電流變形以及光纖等外部條件下感知。能動性智能型物質能感知外部刺激，調節相應的反應和環境（光熱變化物質、形狀記憶物質、形狀變化物質等）。尖端智能型材料能感知外部環境的刺激，并自動調整外部環境的條件，如機器、電子和紡織品的刺激。

2 智能紡織品的開發動態與檢測

2.1 智能型溫控紡織品

智能型調節溫度紡織品是可以智能調節紡織品溫度，提高紡織品的舒適感。根據外面之于溫度的反映，能夠區分為絕熱紡織品、冷卻紡織品和溫度調節紡織品三種主要范疇。其中，調溫紡織品是雙向調溫適應型智能型織物，主要用在滑雪、防火服、手套等相關的物件當中，而今溫控紡織品的制造工藝一般包含涂層收尾、復合防沙及微膠囊防沙，相對成熟。近幾年來，紡織品調整研發在中國內外都獲得了顯著的成績，美國最初是主要針對月球登陸程序研究溫度調節纖維的第一個國家，商業戰爭在1988年順利地研發出來了物質，1994年以后，調溫紡織品慢慢的商品化，性能持續提高。由美國滌綸用開發的尤里亞泰克“空調”面料是聚氨酯涂層調溫面料，中國纖維溫度調節研究較晚，2003年，美國的BaozhengXiongyaTextileGroup和ArmstrongInternationalGroup成功開發出使用“太空技術”調節常溫的法國香奈兒，并在中國內部第一次生產出來了冬天可以保暖，夏天能夠降溫的服飾。現在雖然有很多產品實現了產業化，但是加工難易度，穿戴感不佳，耐用性不佳等問題仍然引人注目。

2.2 形狀記憶紡織品

形狀記憶紡織品是在形狀上具有記憶，變形，抗沖擊性和適應性等優秀特性的紡織品，被加工成紡織品或完美的形狀后放入紡織品中。主要包含以下兩種處理方式：第一個是由形狀記憶纖維組成的。第二種是對紡織品的記憶進行分類。其中，用形狀記憶纖維織造可純紡成或與天然纖維或其他化學纖維混合形成形狀記憶紡織品，形狀記憶收尾方法有樹脂收尾、形狀記憶聚合物收尾、膠原收尾、折紙及填埋，目前使用的收尾方法是在織物上涂層或涂層聚氨酯薄膜。形狀記憶紡織品可以分為形狀記憶合金紡織品、形狀記憶高級合成紡織品及形狀記憶粘貼紡織品三種主要類型，英國纖維組織為了防止熨燙而開發的服裝中，首先將形狀記憶的合金鎳鈦纖維用薄荷做成螺旋狀彈簧形狀，然后加工成平面形狀。當衣服被固定在高溫下，形狀上記憶纖維發生變形，在平面上摳成形狀迅速變化，具有模樣、記憶力和高合成功能的紡織品，主要在終止收益和支出以及滌綸聚氨酯涂層等天然纖維的死后收尾時，能保持產品的原型和性能。凝膠是一種智能型物質，它的重要特征是在特定的環境刺激下，會發生反應。

2.3 智能型抗菌紡織品

紡織品在進行殺菌處理以后，能夠執行兩種功能：一是保護用戶，二是杜絕纖維損傷。抗菌紡織品一般是通過抗菌纖維制造多種織物的方式生產的，之后纖維經過抗菌劑處理，市面上有多種抗菌紡織品。抗菌劑的抗菌機制可以概括為在細菌細胞中不激活多種代謝酶，與細胞內蛋白酶的化學反應;抑制產生孢子，阻斷細菌DNA合成，加速人類生產的氧化復原系統建設，妨礙細胞正常成長，損壞細胞里面的能量放電系統。干擾電子傳遞系統，生成氨基酸酯。智能型抗菌紡織品是有著選擇性把控細菌功能的織物，在輕松、強烈的活動條件下，能保持肌膚表面一些微生物正常的生長繁殖水平，他們現在廣泛使用在毛巾、內衣、床單、兒童布玩具上。智能型抗菌紡織品的加工方式主要是以智能型紡織品為基礎的混合放射線法、復合放射線法、嫁接變形法、離子交換法、濕潤法、收尾法等。

2.4 電子智能紡織品

電子智能紡織品以電子技術為基礎的新型纖維，它將地殼、通信、人工智能等高新技術應用于纖維技術開發中，電子元件的增加給纖維給予了更多的解決方案，與其他纖維不同，會出現很多不曾出現過的危險以及制作上的困難，因此對電子智能型紡織品的研發需要單獨的說法跟實際的系統。在開展電子智能紡織品的研究的時候，我們應該整合多種觀念，關注技術和時尚的融合。電子智能紡織品研發雖然比其他織物晚，然而近年來已經是紡織品領域當中的翹楚。現有的電子智能紡織品研發當中，傳感器是能夠感知織物外部環境跟身體里面狀態功能的共同要素，光纖采用光纖和導電纖維等材料，可以更多地模擬生活系統。近年來，江南大學服裝安全設計中心使用感應裝備，開發出了一批交通安全與醫療安全等安全服裝，尤其用于安全兒童服裝研究。這時候，一些歐洲國家比如美國、意大利等也在這方面取得了顯著成績，今天，將電子纖維跟織物進行整合是智能紡織品研發的核心要點。

3 智能紡織品的未來發展趨勢

隨著新材料、5G技術、物網技術、3D打印、人工智能技術、生命技術及其他技術的迅猛發展，目前，在開發智能型紡織品的過程中，根據特定功能要求事項，以織造或收尾形態加工或引進纖維，為滿足用戶的需求，建議與相關功能或智能型纖維及其他智能型材料相結合。實現智能型纖維的核心是整合多種技術。隨著紡織科技的發展，智能型紡織的功能更加完善，其發展主要有：（1）現在多目的紡織技術并未有明顯的改變，多目的紡織尚未實現，隨著科學的不斷發展，多功能智能織物將陸續登場。（2）容易穿戴：智能紡織品的外觀是便于大家生活服務的時候，穿戴方便。提高智能型紡織品的舒適感，像一般面料一樣洗滌和收尾。（3）成本不高：智能紡織品研究正在向低成本發展，采用低成本組合技術，適應不同水平的消費者。（4）環保：智能紡織品的一個主要難題就是會跟電子商品一般出現輻射問題，未來智能紡織品要盡量避免此類電子輻射，在進行生產的時候減少出現浪費資源的情況。（5）美麗：為了與時尚相結合，智能紡織品也應注重美感性能，如此才能很好地給需要人士提供服務。最近，智能型功能性紡織品及智能型紡織品的實驗步入了一個新的時期，正在對高性能和高附加值傾注更多的關心，智能紡織既多才多藝又容易穿戴，低廉環保又漂亮。

4 結論

智能紡織品是繼功能性織物之后的另一種類型的尖端織物，它對改善服裝的舒適感，改善人們的生活質量，改善人們的勞動條件，滿足特定產業和職業的要求，越來越具有重要的作用，同時，提高產品附加值，引起人們關注，促進消費，促進纖維產業發展。智能紡織品的開發，需要紡織品、織物、織布、染色、整合、裁縫、縫紉和縫紉工作的緊密協調與合作，還需要與各個領域的相互滲透與交叉整合，希望紡織業及其他相關產業的更多生產，學習和研究人員投資這些新的領域。

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作者簡介：武加文（1994— ），男，漢族，江蘇鹽城人，本科，助理工程師，研究方向：紡織品檢測技術;王強（1985— ），男，漢族，天津人，本科，助理工程師，研究方向：軍民兩用技術。