智能材料在纺织上的应用

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1、万方数据智能材料在纺织上的应用刘君杰1，赵晓娣2(1．东华大学纺织学院．上海200051；2．天津工业大学材料与化工学院，天津300160)摘要：介绍了智能材料的各种类型以及发展状况，并对其在纺织方面的应用进行了综述探讨，阐述了其广阔的发展前景。关键词：纺织品；应用；进展；智能材料中国分类号：TSI文献标识码：A文章编号：1001-2044(2005)12—0025—04AppHcafionofsmartmaterialintextileLIUJun-jiel．ZHAOXj～di2(1．CollegeofTextile，DonghuaUnivers

2、ity，Shanghai200051，China)(2．CollegeofMaterialandChemicalEIlgineering，Ti蛐jingPolytechnicUniversity，Tianjin300160，China)Abstract：Thispapermai山introducesitsvarietyanddevelopmentstatusofsmartmaterialwithitsapplicationintextilediscussedanditsfiaureapplleafionprospectdescribedKeywor

3、ds：textile；application；adv—ment；sma^mater,s1989年，日本高木俊宜教授将信息科学融于材料构性和功能，首先提出智能材料(InteHigentMaterials)概念。随后，美国R．E．Neunham教授提出灵巧(Smart)材料概念，也称为“机敏材料””1。他将机敏材料分为被动灵巧材料、主动灵巧材料和很灵巧材料(智能材料)三类。仅能响应外界变化的材料称为“被动灵巧材料”，即所谓单一功能材料或静态功能材料；能识别变化，经执行路线能诱发反馈回路，而且响应环境变化的材料称为“主动灵巧材料”，即所谓机敏材料或双功能

4、材料或动态功能材料；通过自身的感知，做出判断，发出指令，并且执行和完成相应的行动，集传感器功能、信息处理机功能和致动器功能于一体，能够实现自检测、自诊断、自监控、自校正、自修复及自适应等功能的材料，称为“很灵巧材料”，即“智能材料””。。智能材料的发展，为智能纺织品的开发奠定了基础，智能纺织品把高技术传感器或敏感元件与传统结构材料和功能材料结合在一起，可在现有纤维织物的改性、功能化、智能化基础上进行组合设计。如日本提出的干涉发色纤维和中国的结构生色彩虹丝，模仿生物功能的自振动高分子凝胶，太阳光蓄热保温纤维，吸湿发热素材，日本小松精练公司开发的保温纤

5、维等。将这些单功能和多功能纤维组合一起，就可以设计出智能化织物或智能化系统服装。1智能材料的特点与种类1．1被动智能材料被动智能材料(PassiveSmartMaterials)对外界条收稿日期：2005—03—28作者简介：刘君杰(1977一)，男，河北东光人，东华大学纺织学院在读博士研究生．主要从事功能性纺织材料研究。件和刺激仅能感知，如压电材料、光导纤维、电流变体、磁流变体等，能感知外界刺激并有传感作用，但无自动调节功能。1．1．1压电材料压电材料(PiezoelectricMaterials)是通过施加力或电场而产生压电效应的材料。压电效应

6、”o包括正压电效应和逆压电效应。在材料上施加力，材料的某些表面会产生电压的效应，即正压电效应；与此过程相反，对材料的某些表面施加电场，产生几何变形的现象被称为逆压电效应。压电智能材料包括压电陶瓷、压电聚合物、压电薄膜及与其他材料复合在一起的智能复合材料(InteUigentComposites)等。其中最为人们所熟悉的压电材料是PVDF(PolyvinylideneFluoride)，主要用于各种感应器。1．1．2光导纤维光导纤维(FiberOptic)是利用两种介质面上光的全反射原理制成的光导元件。通过分析光的传输特性(光强、位相等)可获得光纤周

7、围的力、温度、位移、压强密度、磁场、成分和X射线等参数的变化。光导纤维作为传感器具有反应灵敏、抗干扰能力强和耗能低等特点”1。目前大部分光纤为FuzedSilica材料，而高分子材料由于具有高孔径及柔软性将是今后的研究重点。人们使用光纤已制作成各种埋人式复合材料传感器，用于结构监测和寿命预测以及在线评估等。1．1．3电流变体电流变体(ElectrorheologicalFluids，ERF)也叫电场致流变体，是由微米尺寸颗粒悬浮于绝缘体中形成的悬浮液”1。在外电场作用下，电流变体可在液态和固态之间作快速、可逆、可控的变化。即在外电场作用下，电流变体

8、在毫秒之内发生显著变化，内部会出现一万方数据I上海纺织科技SHANGHAITEXTILESCIENCE&TECHNOLOG