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)學院湖北武漢430070）

文章分析了柔性智能紡織品的優(yōu)點，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已經(jīng)成為人們重點關(guān)注的對象之一，同時也是智能紡織技術(shù)之中的一個重要分支。經(jīng)過了漫長而又坎坷的發(fā)展，可穿戴的柔性智能紡織技術(shù)終于在2014年實現(xiàn)了大爆發(fā)，各種的新潮穿戴產(chǎn)品大量涌向市場，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，可穿戴的柔性智能紡織品也開始進入老年化市場和母嬰市場，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、運動健身、醫(yī)療照護和資訊娛樂，其應(yīng)用的范圍幾乎涵蓋了當今社會人們生活的方方面面。

1 柔性智能紡織品的優(yōu)點

柔性智能紡織品最大的優(yōu)點就是產(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，可隨意進行大幅度的變形，不會對穿戴者的活動造成影響，而且可以長時間穿戴。柔性智能紡織品的設(shè)計也有著舒適、時尚的特點，將功能纖維材料作為基礎(chǔ)來達到產(chǎn)品的柔化目標，集合柔性電子和光子等的多項先進科學技術(shù)，讓產(chǎn)品實現(xiàn)了多樣化、穩(wěn)定性與安全性的全面提升。以下就是對柔性智能紡織品的優(yōu)點進行分析。

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

（2）三維探測范圍：具有極強的拉伸和彎曲性能，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：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)電材料進行連接，讓剛性連接不穩(wěn)定的問題得到巧妙解決。

（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，孕婦和兒童都可以穿戴，并且不會產(chǎn)生過敏現(xiàn)象。

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

（7）可水洗：普通的機洗壽命在35 次以上，實現(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)的問題及其解決策略

2.1 技術(shù)門檻比較低

2.1.1 問題

根據(jù)的相關(guān)數(shù)據(jù)資訊顯示，穿戴式的裝置市場雖然在全球已經(jīng)有了繁多的出貨量，但是在這些產(chǎn)品中，大多數(shù)都是價格低廉、設(shè)計簡單，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或者是其他的聯(lián)網(wǎng)裝置才可以運行，這些都屬于被動性的智能產(chǎn)品。在當今的可穿戴柔性智能紡織品的研究中，相關(guān)專家和學者們都致力于實現(xiàn)其獨立聯(lián)網(wǎng)和自我運行。

同時，當今市面上大多數(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，進而對產(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，也無法將目標技術(shù)安裝在最為理想的探測部位，進而讓信號的獲取精度受到影響。

2.1.2 解決策略

要想解決這一問題，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)品的體積得到進一步的濃縮，進而變得更加輕薄、柔軟，進而實現(xiàn)對實現(xiàn)多樣化、不同功能可穿戴柔性智能紡織產(chǎn)品的設(shè)計。

2.2 電子器件能源供應(yīng)問題

2.2.1 問題

因為普通的鋰電池有著較大的質(zhì)量和體積，并且需要頻繁充電或者更換，使用起來不僅顯得十分笨拙，而且也不夠舒適。比如：在實際的應(yīng)用過程中，穿戴者每天至少要穿戴10 h左右，如果因為耗能問題，穿戴者就不得不時常給產(chǎn)品充電，否則產(chǎn)品就會處于休機狀態(tài)，這樣的情況不僅會給穿戴者帶來很多的麻煩，也會使其對產(chǎn)品的認知受到嚴重的不利影響。

2.2.2 解決策略

要想解決這一問題，就應(yīng)該考慮到通過收集穿戴者周圍能量來實現(xiàn)實時充電的功能，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)生的動能給電子器件充電，也可以應(yīng)用穿戴者周圍的風能、太陽能以及溫差勢能等給電子器件充電。

2.3 造價成本高，技術(shù)復(fù)雜

2.3.1 問題

在當今移動互聯(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，同時也有著很高的造價成本，所以這一類的紡織品在市場價格方面就會明顯偏高。這樣的情況就會讓可穿戴的柔性智能紡織品難以在當今社會大眾之中得到普及。

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、造價成本高的問題得到有效解決，就應(yīng)該對其研發(fā)的技術(shù)加以改造，或者是尋求新的技術(shù)突破。比如；可以通過成熟的納米技術(shù)、太陽能技術(shù)以及生物技術(shù)等，來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、時尚化的同時降低產(chǎn)品的造價成本，進而使其市場價格得以有效降低。同時，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)掘一些可替代的價格更低的原材料，進而實現(xiàn)制造成本的進一步節(jié)約，降低產(chǎn)品的市場價格，讓可穿戴柔性智能紡織品在當今社會之中得到全面的應(yīng)用和普及。

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

2.4.1 問題

在過去，電子行業(yè)和紡織品行業(yè)都有著各自的定位，并習慣于通過自己熟悉的技術(shù)來開發(fā)產(chǎn)品，而可穿戴的柔性智能紡織品的設(shè)計與技術(shù)都打破了傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)界限，讓物理、化學、生物、電子、材料以及信息通訊等的多項技術(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)計和制作方面的障礙，就應(yīng)該在這個新型的產(chǎn)業(yè)之中融合不同背景的設(shè)計人才和技術(shù)人才，進而讓不同專業(yè)的知識都在這一新型行業(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，讓科技在當今社會人們的生活之中發(fā)揮出更加強大的優(yōu)勢，推動當今智能紡織產(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今時代市場之中的需求量越來越大，將柔性智能紡織品與功能纖維相融合，就可以進一步提升其柔軟度和舒適度。因此，這一技術(shù)在當今也受到越來越多人的關(guān)注。隨著科學技術(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一步的發(fā)展，但是其中依然存在著一定的問題。基于這一情況，在柔性智能紡織品的研究與制造之中，相關(guān)人員應(yīng)該對這些問題加以重視，并通過有效的策略來解決這些問題。這樣才可以讓可穿戴的柔性智能紡織品在當今社會之中得到廣泛應(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].紡織學報,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,2017.

紡織品檢驗類課程實踐教學標準化研究（NO：2019YJ002）

TS106

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2095-1205(2020)01-81-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.01.48