岳彤

摘要：最近若干年來，隨著電子信息技術(shù)、微膠囊技術(shù)以及納米技術(shù)的日益發(fā)展和廣泛運(yùn)用，在研究以及開發(fā)智能纖維上取得重大進(jìn)展，而且出現(xiàn)了系列化的新型智能安全服裝，有效地滿足了消費(fèi)者對(duì)智能安全服裝的需求。文章論述了智能纖維在智能安全服裝設(shè)計(jì)過程中的具體運(yùn)用，并預(yù)測(cè)了其發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：智能安全服裝；設(shè)計(jì)；智能纖維

中圖分類號(hào)：TS941.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

The Application of Smart Fibers in the Designing of Smart Safety Wear

Abstract： With the fast development and wide application of electronic information technology， microcapsule technology and nanotechnology， great progress has been made in the R&D of smart fibers and a collection of new smart safety clothes have emerged， which have effectively satisfied consumers need for smart safety wear. The paper discusses the practical use of smart fibers in the designing process of smart safety wear and anticipates the future prospects.

Key words： smart safety wear； design； smart fiber

1 智能纖維在智能安全服裝中的運(yùn)用

當(dāng)代智能纖維具備了感知、處理各種信息和狀態(tài)的一體化功能，非常類似于所謂的生物工程材料，具備了諸多智能性的功能，比如自我感知、自我修復(fù)和自我診斷等。此外，將智能纖維運(yùn)用到當(dāng)前的紡織服裝領(lǐng)域，可以設(shè)計(jì)出多樣化功能的服裝，也可以朝著產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用的方向穩(wěn)步前進(jìn)。智能纖維在智能安全服裝中的運(yùn)用和設(shè)計(jì)，重點(diǎn)應(yīng)該表現(xiàn)在以下幾方面。

1.1 智能變色服裝

智能變色纖維能夠隨著外界溫度的持續(xù)變化而自動(dòng)發(fā)生可逆型的顏色變化。按照這種智能變色纖維的相關(guān)理論，能夠在人體特殊的穿著環(huán)境中運(yùn)用此種變色纖維，使其改變相關(guān)的外界環(huán)境，更好地保障人們的安全或者滿足特定需要。比如，美國著名的CYNAMDE公司，早在上世紀(jì)70年代的越戰(zhàn)中，就為美國軍隊(duì)研發(fā)和制造了吸收光線后服裝顏色發(fā)生變化的織物，從而滿足對(duì)高性能戰(zhàn)服的需要。此后研發(fā)出多種具有變色功能的復(fù)合纖維，在紡織服裝以及服飾領(lǐng)域獲得了普遍運(yùn)用。當(dāng)前，研究人員主要精力放在轉(zhuǎn)變變色纖維的全部光譜上面，進(jìn)一步提升其智能化程度，期待著設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出更好的智能安全服裝，滿足更高的產(chǎn)業(yè)化需要。

1.2 智能溫控紡織品

智能溫控紡織品可對(duì)織物的溫度進(jìn)行智能控制，以增強(qiáng)織物的舒適性能。智能溫控紡織品可分成保溫、調(diào)溫以及降溫等 3 種類型。調(diào)溫紡織品擁有雙向的適應(yīng)性，可進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，用來開發(fā)和生產(chǎn)消防服、滑雪服、帽子、內(nèi)衣、襪子、手套、床墊、毛毯、枕頭等。調(diào)溫紡織品主要采用了復(fù)合紡絲涂層整理以及微膠囊紡絲，且發(fā)展程度日益成熟。

近年來，國內(nèi)外調(diào)溫紡織品領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)獲得了顯著成就。比如美國最先開始研發(fā)和制造調(diào)溫紡織品，當(dāng)初主要服務(wù)于登月計(jì)劃，1988年美國研發(fā)和制造出了Outlast相變材料，1994年之后逐步實(shí)現(xiàn)了調(diào)溫紡織品的商用價(jià)值，持續(xù)提升其產(chǎn)品性能。Polytech公司是美國著名的調(diào)溫紡織品制造商，它研發(fā)制造的Ureatech“空調(diào)”織物非常先進(jìn)，這種紡織品能夠調(diào)溫且具有聚氨酯涂層。我國較晚才開始研究調(diào)溫紡織品。安伯士國際集團(tuán)和河北省雄亞紡織集團(tuán)共同借助“太空技術(shù)”，設(shè)計(jì)出了相變調(diào)溫洛科絨線，而且還推出了國內(nèi)首款具有“冬暖夏涼”性能的服裝。當(dāng)前，相當(dāng)數(shù)量的調(diào)溫紡織品業(yè)已步入了產(chǎn)業(yè)化階段，然而存在著非常突出的問題，如加工難度比較大、服用性亟需提升、耐久性不好等。

1.3 智能抗菌紡織品

在抗菌處理后，紡織品能夠發(fā)揮以下兩種作用，首先是為使用者提供保護(hù)，其次是預(yù)防纖維受到損壞。主要采取下列方法獲得抗菌紡織品：抗菌纖維被制作成不同的紡織物，或利用抗菌劑來處理相應(yīng)織物。當(dāng)前市場(chǎng)中的大部分抗菌紡織品均采用后一種方法制作而成?？咕鷦┌凑障铝蟹绞桨l(fā)揮抗菌機(jī)理：

（l）能夠讓細(xì)菌細(xì)胞中的不同代謝酶失去活性；

（2）細(xì)胞內(nèi)中的蛋白酶能夠和它發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)；

（3）對(duì)袍子生成過程進(jìn)行遏制，將細(xì)菌DNA合成阻斷；

（4）對(duì)磷酸的氧化還原體系進(jìn)行加速，干擾了正常的細(xì)胞生長機(jī)制；

（5）將細(xì)胞中的能量釋放機(jī)制破壞掉；

（6）阻斷氨基酸轉(zhuǎn)酯以及電子轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的生成。

智能抗菌紡織物能夠發(fā)揮有選擇地控制細(xì)菌的功能，不管是在劇烈的或者輕微的活動(dòng)條件下，均可以使皮膚表面上的部分微生物的繁殖和生長保持正常水平，當(dāng)前普遍運(yùn)用在兒童布玩具、內(nèi)衣、毛巾以及床單等。這種紡織品采取了下列加工方法：接枝改性法、共混紡絲法、離子交換法、復(fù)合紡絲法、后整理法以及濕紡法等。通常情況下，智能抗菌紡織品不具備優(yōu)良的耐久性能，紡織物的抗菌性在洗滌后會(huì)出現(xiàn)下降乃至消失殆盡的情況，目前市場(chǎng)上的智能抗菌紡織品洗滌次數(shù)通常只有30次上下。

如某公司推出了“智能聚酞胺纖維”的新型運(yùn)動(dòng)內(nèi)衣，穿用者在運(yùn)動(dòng)時(shí)，其身上的細(xì)菌無法恣意繁衍，將尼龍與智能聚酞胺纖維結(jié)合起來，增加了其洗滌次數(shù)，保證了其耐久性和安全性。如此一來，能夠研發(fā)出適宜于特定的衛(wèi)生醫(yī)療以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)使用的紡織品。

1.4 智能電子傳感類服裝

智能電子傳感類服裝借助通訊、傳感器以及電子系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備，充分開展信息交互設(shè)計(jì)。所以，智能服裝設(shè)計(jì)將數(shù)字交互理念和技術(shù)當(dāng)作基本元素，進(jìn)一步拓展了智能服裝的實(shí)際運(yùn)用范疇。比如，將傳感器和電子元件植入到服裝面料內(nèi)，這也是目前設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)電子智能服裝的有效手段之一，主要設(shè)計(jì)了以下類型的產(chǎn)品：溫感羽絨服、生理監(jiān)控服裝、LED智能感官兒童服裝以及濕感羽絨服等。

2 智能安全服裝的發(fā)展前景

智能纖維在智能安全服裝中的運(yùn)用和設(shè)計(jì)，有效地提升了智能安全服裝的功能性，為滿足各個(gè)消費(fèi)群體和用戶的個(gè)性化需求提供了更多選擇，能夠獲得更大的市場(chǎng)份額。隨著我國科技化程度的提高，多功能智能服裝的發(fā)展前景十分廣闊，特別是在不斷涌現(xiàn)新式的極限運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的背景下，特定用途的安全防護(hù)服裝能夠最大限度地降低運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)危險(xiǎn)。隨著環(huán)境條件和身體動(dòng)作的持續(xù)改善，消費(fèi)者對(duì)面向特定領(lǐng)域的智能服裝越發(fā)青睞。

從服裝設(shè)計(jì)的理論內(nèi)來看，在設(shè)計(jì)以及研發(fā)智能服裝時(shí)，不再受限于純粹的科技面料以及相關(guān)電子元件間的簡單組合運(yùn)用，它充分考慮了多種智能安全因素的固有特性，充分把握使用者的穿著需求，以此為基礎(chǔ)開展綜合設(shè)計(jì)，從而更好地滿足消費(fèi)者日益?zhèn)€性化的穿著需求，這也是智能安全服裝未來的發(fā)展、運(yùn)用以及設(shè)計(jì)方向。

3 智能安全服裝的設(shè)計(jì)理念

3.1 造型設(shè)計(jì)理念

智能安全服裝要針對(duì)不同的用途，具體結(jié)構(gòu)和造型的設(shè)計(jì)也應(yīng)該有一定差異。比如嬰幼兒穿著的尿濕感應(yīng)短褲，應(yīng)該借助濕度傳感器中相關(guān)元件的作用，關(guān)注嬰幼兒的具體體型特征以及生理需求，三角形的嬰幼兒短褲是更好的選擇，確保上緊下松，上邊不會(huì)緊勒其皮膚，下邊不會(huì)出現(xiàn)下搭。運(yùn)用到短褲襠部的面料也不一樣，設(shè)計(jì)為雙層活動(dòng)的結(jié)構(gòu)，確保長時(shí)間活動(dòng)過程中嬰幼兒襠部的安全性以及舒適性。

3.2 功能設(shè)計(jì)理念

對(duì)比智能安全服裝以及傳統(tǒng)服裝的設(shè)計(jì)后，注意到前者可以充分地滿足蔽體遮寒的要求，而良好的功能性以及安全性是智能安全服裝的主要目標(biāo)。

3.3 安全監(jiān)測(cè)理念

充分考慮服裝穿著的功能和需要，借助相應(yīng)的電子傳感器材對(duì)材料性能進(jìn)行優(yōu)化，使它能夠在各種場(chǎng)合中發(fā)揮監(jiān)測(cè)功能。比如老人與兒童在日常生活中需要人們的重點(diǎn)照顧，因?yàn)樗麄兊乃季S意識(shí)存在著差異化特點(diǎn)，可能會(huì)存在一定程度的安全隱患。所以，研發(fā)和制造配備了GPS（定位系統(tǒng)）的智能安全服裝，能夠及時(shí)有效地掌握老人與兒童的安全狀況。

3.4 安全防護(hù)理念

在設(shè)計(jì)和研發(fā)針對(duì)兒童群體的交通安全服裝時(shí)，可以在服裝的后背、前胸、袋口以及側(cè)縫等多個(gè)部位添加熒光材料和3M反光材料，在駕駛員駕車行駛的過程中，警示其注意安全駕駛，以保障廣大少年兒童的安全；采取耐撞擊材料（D3O），分析纖維材料的具體特點(diǎn)和實(shí)際性能，轉(zhuǎn)換這些材料的服用性能，把它們運(yùn)用到摩托車服、運(yùn)動(dòng)員的身體服裝上，抑或是特殊場(chǎng)景中指定的穿著部位（肘部、膝蓋以及肩部等），以規(guī)避穿用者的身體受到傷害。

4 結(jié)語

開發(fā)智能纖維以及智能紡織服裝是目前國內(nèi)外紡織服裝領(lǐng)域的主要關(guān)注方向之一，也是今后不可阻擋的發(fā)展趨勢(shì)。設(shè)計(jì)、研發(fā)和運(yùn)用這些產(chǎn)品，會(huì)促進(jìn)醫(yī)護(hù)、軍工、裝飾以及休閑娛樂等方面的更好發(fā)展，也會(huì)對(duì)國計(jì)民生產(chǎn)生重大影響。當(dāng)前我國越來越注重這方面的研究和發(fā)展，強(qiáng)調(diào)更好地滿足人們的個(gè)性化需求，交叉融合以及運(yùn)用多個(gè)學(xué)科的技術(shù)和知識(shí)，從而使智能纖維和智能安全服裝形成較強(qiáng)的核心競(jìng)爭力。

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