智能纺织品的现状和发展趋势

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1、智能纺织品的现状和发展趋势1531015348摘要：智能纺织品是近几年才兴起的一种纺织产品，由于其涉及到化学、生物、医学、计算机等学科，是一类多学科交叉的高科技产品。文章介绍了智能纺织品的作用原理、研究现状，并展望了其发展前景。关键词：智能纺织品；研究现状；发展趋势Abstract：Smarttextilesisatextileproduct,whichemergedinrecentyearsduetoitsinvolvingchemical,biological,medical,computerandotherdisciplines,isa

2、kindofmultidisciplinarycrossofhigh-techproducts.Thispaperintroducestheprincipleofintelligenttextile,theresearchstatusquo,andprospecteditsdevelopmentprospects.Keywords：Smarttextiles;Theresearchstatus;Thedevelopmenttrend随着纺织科技的发展，纺织品已突破了原有的保温和美化的范畴，正在逐步走向功能化和智能化。智能纺织品是一类贯穿纺织、

3、电子、化学、生物、医学等多学科综合开发的具有高智能化的纺织品，它基于仿生学概念，能够模拟生命系统，同时有感知和反应双重功能。智能纺织品不仅能够感知外部环境和内部状态的变化，而且能够实现自检测、自诊断、自调节和自修复等多种特殊功能。智能纺织品的开发研究起步较晚，属于近些年来才出现的高科技产品，它始于上世纪六、七十年代,最初主要是将一些电子元件与纺织品相结合，纺织品仅作为电缆和连接器的载体，应用在医疗、军事、航空等特殊领域，由于当时技术水平有限,其发展十分缓慢，产品功能单一，体积庞大。目前，发达国家对智能纺织品的开发与应用已达到了相当高的水平，美

4、国、日本和欧洲一些国家在这方面已处于领先地位，而我国对智能纺织品的研发还处在起步阶段，它将对我国纺织行业的发展产生深远的影响。1.智能纺织品概念及其作用原理《材料大辞典》中对于智能材料（smartmaterials）的解释是：模仿生命系统同时具有感知和驱动双重功能的材料。也就是说某种材料不仅能够感知外界所发生的变化，而且自身应具备某种反馈机制，从而根据外界变化做出响应。显而易见，智能纺织品是智能材料的一种。我们可以认为，智能纺织品本身是一个体系，它需要有感知单元、反馈单元和响应（执行）单元，因此相对于智能纤维而言，智能服装比较容易通过整合感知

5、元件、反馈元件和响应元件，从而达到“智慧化”的目的。智能纺织品的作用原理是其通过传感部分感知外界环境的变化，将变化所产生的信号通过信息处理部分做出判断并发出指令，然后通过驱动部分调整材料的各种状态，以适应外界环境的变化，从而实现自诊断、自调节、自修复等多种功能。其作用原理如图所示。改变状态驱动部分信息处理传感部分环境变化智能纺织品具有如下智能特征：(1)传感功能：能够感知外部或内部的环境条件，如应力、应变、震动、热、光、电、磁、化学等的强度及其变化；(2)反馈功能：可通过内部的传感系统，对系统的输入与输出信息进行对比，并将对比结果反馈给驱动系

6、统；(3)响应功能：能够根据外界环境和内部条件变化，适时动态地作出相应的反应，并采取必要的响应措施；(4)自诊断功能：能通过分析比较系统目前的状况与以前的情况，对系统内部因环境变化出现的问题进行自我诊断；(5)自修复功能：根据自我诊断，通过原位复合、自生长等修复环节，来修补某些局部损伤或破坏；(6)自调节功能：对不断变化的外部环境条件，能及时地自动调整自身结构和功能，并相应地改变自身的状态，从而使纺织品信息系统始终以一种最优方式对外界变化作出响应。其设计思路包括两种：第一种是多功能复合，它将多种功能与纺织品相结合；第二种则是仿生设计，它基于仿

7、生学概念，模拟生命系统。其实现通过３种途径：（１）将智能或改性纤维编入织物，使其具有智能化特性；（２）将某些智能物质微胶囊化或制成粉体，用染整加工或涂层等方法加工实现或将织物与智能型膜等材料复合而成；（３）通过织入或嵌入方式使电子元件与织物进行特定组织结构设计，制成智能服装。2.智能纺织品的应用2.1智能调温纺织品2.1.1智能调温纺织品的定义及制作原理智能调温纺织品是一种通过自动感知外界温度变化，智能双向调节温度变化的织物。在温度变化时，可吸收、释放或储存热量，也可在周围形成恒定微气候，使温度处于舒适范围。其制作原理主要利用相变材料、有调温

8、作用粒子或聚合物粘附在纤维、纱线和织物上或对其进行后整理。2.1.2智能调温纺织品的工艺智能调温织物制作工艺有四种方法：（１）中空纤维填塞法：将ＣＯ２、无机盐和聚乙