肖　琦

柔性智能紡織品與功能纖維的融合

肖琦

（武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院湖北武漢430070）

文章分析了柔性智能紡織品的優(yōu)點(diǎn)，探討了柔性智能紡織品和功能纖維融合技術(shù)所存在的問(wèn)題，提出了解決策略，希望可以給柔性智能紡織品的研究、應(yīng)用與發(fā)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(lái)已經(jīng)成為人們重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象之一，同時(shí)也是智能紡織技術(shù)之中的一個(gè)重要分支。經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)而又坎坷的發(fā)展，可穿戴的柔性智能紡織技術(shù)終于在2014年實(shí)現(xiàn)了大爆發(fā)，各種的新潮穿戴產(chǎn)品大量涌向市場(chǎng)，其中最為主流的有智慧眼鏡、智慧手表和智慧手環(huán)等。自2016年以來(lái)，可穿戴的柔性智能紡織品也開(kāi)始進(jìn)入老年化市場(chǎng)和母嬰市場(chǎng)，將健康管理功能作為其主要的發(fā)展方向?？纱┐鞯娜嵝灾悄芗徔椉夹g(shù)也與生物電子技術(shù)之間實(shí)現(xiàn)了跨領(lǐng)域的結(jié)合，極大程度地提升了其技術(shù)層次和商業(yè)模式。當(dāng)今的可穿戴柔性智能紡織產(chǎn)業(yè)主要有五種形式，分別是工業(yè)、軍事、運(yùn)動(dòng)健身、醫(yī)療照護(hù)和資訊娛樂(lè)，其應(yīng)用的范圍幾乎涵蓋了當(dāng)今社會(huì)人們生活的方方面面。

1 柔性智能紡織品的優(yōu)點(diǎn)

柔性智能紡織品最大的優(yōu)點(diǎn)就是產(chǎn)品輕盈、可以與皮膚大面積接觸，也可以與人體皮膚型態(tài)良好貼合，可隨意進(jìn)行大幅度的變形，不會(huì)對(duì)穿戴者的活動(dòng)造成影響，而且可以長(zhǎng)時(shí)間穿戴。柔性智能紡織品的設(shè)計(jì)也有著舒適、時(shí)尚的特點(diǎn)，將功能纖維材料作為基礎(chǔ)來(lái)達(dá)到產(chǎn)品的柔化目標(biāo)，集合柔性電子和光子等的多項(xiàng)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，讓產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了多樣化、穩(wěn)定性與安全性的全面提升。以下就是對(duì)柔性智能紡織品的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析。

（1）輕薄與快速反應(yīng)：最大限度降低彈性體硬度，無(wú)論是靜止、運(yùn)動(dòng)，還是大幅度運(yùn)動(dòng)，都可以保障產(chǎn)品高精度的測(cè)量性能。

（2）三維探測(cè)范圍：具有極強(qiáng)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(huán)境信息和穿戴者狀態(tài)信息。

（3）使用壽命長(zhǎng)：具有良好的彎曲、拉伸性能和彈性恢復(fù)性能。

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

（5）安全導(dǎo)電性能：由安全的導(dǎo)電纖維編織而成，具有電磁屏蔽和防靜電等的諸多優(yōu)勢(shì)，孕婦和兒童都可以穿戴，并且不會(huì)產(chǎn)生過(guò)敏現(xiàn)象。

（6）舒適與透氣性能：通過(guò)柔性智能紡織纖維和運(yùn)動(dòng)服面料的結(jié)合，讓紡織品更加舒適、透氣。

（7）可水洗：普通的機(jī)洗壽命在35 次以上，實(shí)現(xiàn)了科技和生活的完美結(jié)合。

2 柔性智能紡織品和功能纖維融合技術(shù)的問(wèn)題及其解決策略

2.1 技術(shù)門檻比較低

2.1.1 問(wèn)題

根據(jù)的相關(guān)數(shù)據(jù)資訊顯示，穿戴式的裝置市場(chǎng)雖然在全球已經(jīng)有了繁多的出貨量，但是在這些產(chǎn)品中，大多數(shù)都是價(jià)格低廉、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，并且技術(shù)門檻很低的產(chǎn)品，很多的產(chǎn)品依然需要連接手機(jī)或者是其他的聯(lián)網(wǎng)裝置才可以運(yùn)行，這些都屬于被動(dòng)性的智能產(chǎn)品。在當(dāng)今的可穿戴柔性智能紡織品的研究中，相關(guān)專家和學(xué)者們都致力于實(shí)現(xiàn)其獨(dú)立聯(lián)網(wǎng)和自我運(yùn)行。

同時(shí)，當(dāng)今市面上大多數(shù)的可穿戴智能紡織品都是首飾、手表等，這些產(chǎn)品依然擺脫不了硬性的承載體與連接方式，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)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(wú)法將目標(biāo)技術(shù)安裝在最為理想的探測(cè)部位，進(jìn)而讓信號(hào)的獲取精度受到影響。

2.1.2 解決策略

要想解決這一問(wèn)題，就應(yīng)該改善電子載具的形式與性質(zhì)，讓功能纖維這一科學(xué)成果在柔性智能紡織品中得以合理應(yīng)用，讓產(chǎn)品的體積得到進(jìn)一步的濃縮，進(jìn)而變得更加輕薄、柔軟，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)現(xiàn)多樣化、不同功能可穿戴柔性智能紡織產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

2.2 電子器件能源供應(yīng)問(wèn)題

2.2.1 問(wèn)題

因?yàn)槠胀ǖ匿囯姵赜兄^大的質(zhì)量和體積，并且需要頻繁充電或者更換，使用起來(lái)不僅顯得十分笨拙，而且也不夠舒適。比如：在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，穿戴者每天至少要穿戴10 h左右，如果因?yàn)楹哪軉?wèn)題，穿戴者就不得不時(shí)常給產(chǎn)品充電，否則產(chǎn)品就會(huì)處于休機(jī)狀態(tài)，這樣的情況不僅會(huì)給穿戴者帶來(lái)很多的麻煩，也會(huì)使其對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)知受到嚴(yán)重的不利影響。

2.2.2 解決策略

要想解決這一問(wèn)題，就應(yīng)該考慮到通過(guò)收集穿戴者周圍能量來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)充電的功能，讓智能服飾獲得可持續(xù)的能源。比如：可以應(yīng)用穿戴者自身產(chǎn)生的動(dòng)能給電子器件充電，也可以應(yīng)用穿戴者周圍的風(fēng)能、太陽(yáng)能以及溫差勢(shì)能等給電子器件充電。

2.3 造價(jià)成本高，技術(shù)復(fù)雜

2.3.1 問(wèn)題

在當(dāng)今移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)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(shè)備在形態(tài)和應(yīng)用方面也得到了不斷更新，讓產(chǎn)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(shù)十分復(fù)雜，同時(shí)也有著很高的造價(jià)成本，所以這一類的紡織品在市場(chǎng)價(jià)格方面就會(huì)明顯偏高。這樣的情況就會(huì)讓可穿戴的柔性智能紡織品難以在當(dāng)今社會(huì)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(fā)展之中，要想讓技術(shù)復(fù)雜、造價(jià)成本高的問(wèn)題得到有效解決，就應(yīng)該對(duì)其研發(fā)的技術(shù)加以改造，或者是尋求新的技術(shù)突破。比如；可以通過(guò)成熟的納米技術(shù)、太陽(yáng)能技術(shù)以及生物技術(shù)等，來(lái)替代一些成本更高的技術(shù)，讓智能纖維的內(nèi)部與功能結(jié)構(gòu)的形態(tài)發(fā)生改變，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新。這樣就可以在保障產(chǎn)品功能、舒適性、信息化、智能化、時(shí)尚化的同時(shí)降低產(chǎn)品的造價(jià)成本，進(jìn)而使其市場(chǎng)價(jià)格得以有效降低。同時(shí)，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(fā)掘一些可替代的價(jià)格更低的原材料，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)制造成本的進(jìn)一步節(jié)約，降低產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格，讓可穿戴柔性智能紡織品在當(dāng)今社會(huì)之中得到全面的應(yīng)用和普及。

2.4 跨領(lǐng)域產(chǎn)品的專業(yè)設(shè)計(jì)與技術(shù)障礙

2.4.1 問(wèn)題

在過(guò)去，電子行業(yè)和紡織品行業(yè)都有著各自的定位，并習(xí)慣于通過(guò)自己熟悉的技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，而可穿戴的柔性智能紡織品的設(shè)計(jì)與技術(shù)都打破了傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)界限，讓物理、化學(xué)、生物、電子、材料以及信息通訊等的多項(xiàng)技術(shù)都結(jié)合在這一種產(chǎn)品上。因此，這種跨領(lǐng)域的產(chǎn)品在專業(yè)設(shè)計(jì)和技術(shù)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(lǐng)域?qū)I(yè)設(shè)計(jì)和制作方面的障礙，就應(yīng)該在這個(gè)新型的產(chǎn)業(yè)之中融合不同背景的設(shè)計(jì)人才和技術(shù)人才，進(jìn)而讓不同專業(yè)的知識(shí)都在這一新型行業(yè)領(lǐng)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(shù)得以顯著提升，讓科技在當(dāng)今社會(huì)人們的生活之中發(fā)揮出更加強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)當(dāng)今智能紡織產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的良好發(fā)展。

3 小結(jié)

柔性智能紡織品在當(dāng)今時(shí)代市場(chǎng)之中的需求量越來(lái)越大，將柔性智能紡織品與功能纖維相融合，就可以進(jìn)一步提升其柔軟度和舒適度。因此，這一技術(shù)在當(dāng)今也受到越來(lái)越多人的關(guān)注。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，柔性智能紡織品和功能纖維的融合也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，但是其中依然存在著一定的問(wèn)題?；谶@一情況，在柔性智能紡織品的研究與制造之中，相關(guān)人員應(yīng)該對(duì)這些問(wèn)題加以重視，并通過(guò)有效的策略來(lái)解決這些問(wèn)題。這樣才可以讓可穿戴的柔性智能紡織品在當(dāng)今社會(huì)之中得到廣泛應(yīng)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(xué)報(bào),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(xué),2017.

紡織品檢驗(yàn)類課程實(shí)踐教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化研究（NO：2019YJ002）

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10.3969/j.issn.2095-1205.2020.01.48