智能紡織品新進展：智能紡織品的發(fā)展歷程及分類

智能紡織品市場正逐漸成為全球經(jīng)濟增長的新引擎市場調(diào)研公司ReportLinker預(yù)測，全球智能紡織品市場預(yù)計將從2021年的25.2億美元增長到2026年的93億美元，復(fù)合年增長率為28.7%，智能纖維的市場規(guī)模到2025年可達1300億美元。未來十年內(nèi)，在物聯(lián)網(wǎng)時代，智能紡織品很可能會與人工智能、人機界面和云技術(shù)一起改變?nèi)祟惿睢?/p>

“智能紡織品”始于20世紀60年代形狀記憶材料概念和70年代智能聚合物凝膠概念的提出，“智能材料”一詞則是1989年由日本Toshiyoshi Takagi教授提出，其是將信息科學(xué)的內(nèi)容與材料的結(jié)構(gòu)和功能相結(jié)合的一種材料新構(gòu)思。電子半導(dǎo)體器件于2000年首次在紡織材料領(lǐng)域被使用，被稱為電子紡織品。電子紡織品是一個旨在將電子產(chǎn)品和紡織品相結(jié)合的技術(shù)領(lǐng)域，將電子產(chǎn)品的功能和連接性與紡織品的外形、舒適性和普遍性結(jié)合起來。其中的重點是突出電子產(chǎn)品和紡織品相結(jié)合的好處，如何使“笨重”和“剛性”的電子產(chǎn)品變得“舒適”和“可穿戴”，“被動”和“啞”紡織品變得“智能”和“實用”。因此，在狹義上，電子紡織品便是智能紡織品的代名詞，也有學(xué)者稱其為電子信息智能紡織品。在過去的二十多年里，人們一致地努力將這種電子產(chǎn)品與紡織品結(jié)合的技術(shù)商業(yè)化，數(shù)百家公司積極參與電子信息智能紡織品的開發(fā)和商業(yè)化。

智能紡織品開發(fā)熱潮始于20世紀90年代中期，由史蒂夫·曼恩領(lǐng)導(dǎo)的麻省理工學(xué)院的研究人員開始開發(fā)一種可穿戴計算機，它由傳統(tǒng)的計算機硬件連接到紡織品上并攜帶在人體上。在過去的20年里，納米技術(shù)和制造方法的進步對大面積柔性和可拉伸電子信息智能紡織品產(chǎn)生了巨大的影響。納米技術(shù)為具有額外特征的智能紡織品的快速發(fā)展做出了重大貢獻，以增加其商業(yè)價值。目前，傳統(tǒng)的電子元件，如導(dǎo)電紗線和電線、集成電路、傳感器、發(fā)光二極管（LED）和電源嵌入到服裝中，用于健康和健身的需求很高。自電子信息智能紡織品時代開始以來，已經(jīng)展示了將電子產(chǎn)品集成到紡織品中的各種方法，目前分為四個典型階段。

從廣義上來看，“智能紡織品”一詞是一個較為寬泛的、不太明確的概念。目前而言，智能紡織品通常是指貫穿紡織、電子、信息、生物、醫(yī)學(xué)、新能源等多學(xué)科綜合技術(shù)，能夠感知人體與環(huán)境信號變化，并通過反饋機制主動做出響應(yīng)，同時保留傳統(tǒng)紡織品固有風(fēng)格和技術(shù)特征的一類新型紡織品。智能紡織品的分類方法眾多，并未有統(tǒng)一的分類方法，只能粗淺地分類。一般按照對外界刺激所反應(yīng)的方式，智能紡織品大致可分為被動智能紡織品（Passive Smart Textiles，又稱為消極智能紡織品）、主動智能紡織品（Active Smart Textiles，又稱為積極智能紡織品）和高級智能紡織品（Very Smart Textiles，又稱為超級智能紡織品或自適應(yīng)智能紡織品）。

電子信息智能紡織品發(fā)展概況

被動智能紡織品為第一代智能紡織品，具有快速感知外界環(huán)境的變化或刺激的能力，但不能根據(jù)環(huán)境條件調(diào)整自身特性。如防紫外線服裝、抗菌織物紡織品、陶瓷涂層織物紡織品、導(dǎo)光織物等。事實上，被動智能紡織品仍不屬于嚴格意義上的智能紡織品范疇，更準確應(yīng)該將其歸為功能性紡織品。

主動智能紡織品為第二代智能紡織品，其結(jié)合傳感器和執(zhí)行器來傳遞內(nèi)部特性。主動智能紡織品不僅可以感知外界環(huán)境的變化或刺激，還可以對外界的變化做出相應(yīng)的反應(yīng)，如形狀記憶紡織品、相變儲熱服裝、光致/熱致變色紡織品等。

超級智能紡織品具有主動和被動智能紡織品的特點，并額外具有適應(yīng)刺激的功能。其為第三代智能紡織品，涉及通信、傳感、人工智能、生物等高科技學(xué)科。它能感知外界環(huán)境的變化或刺激，并做出相應(yīng)的反應(yīng)，并通過自我調(diào)節(jié)來適應(yīng)外界環(huán)境。目前，超級智能紡織品仍處于起步階段，有待進一步的研究。