下面展望一下智能型紡織品的研發(fā)動(dòng)向:
4.1 智能紡織品的仿生設(shè)計(jì):
利用人工材料模擬自然界生物體的結(jié)構(gòu)和性能來設(shè)計(jì)紡織品,使紡織品獲得由這些結(jié)構(gòu)帶來的“智能”,成為智能紡織品設(shè)計(jì)的重要構(gòu)思。如受白色來亨雞羽毛的多層次結(jié)構(gòu)能防寒隔熱、防曬、防水和防外界侵害,又有吸濕導(dǎo)熱功能的啟發(fā),設(shè)計(jì)了有多種防護(hù)功能的軍用防護(hù)服,使原來八層的防護(hù)服減少到三層,實(shí)現(xiàn)了軍服的輕量化和舒適化。根據(jù)荷葉的自潔現(xiàn)象開發(fā)了仿荷葉的自潔紡織品、由日本帝人纖維公司開發(fā)的光顯色纖維,則是從生息在亞馬遜河流域的閃蛺蝶得到啟迪的。閃蛺蝶因其外殼和基部翅中特有的周期性多層結(jié)構(gòu),使周身散發(fā)鉆藍(lán)的色彩,具有金屬般的光澤。光顯色纖維是多層結(jié)構(gòu)的,它借助光的干涉作用產(chǎn)生不同的色彩,可以是紫色、綠色和紅色。光干涉色彩是純粹的色調(diào),有金屬般的光澤和透明性。由于這種光顯色特征,所以不必使用染料。帝人纖維公司將該纖維列為環(huán)保型面料加以推廣。
近年來,人們又發(fā)現(xiàn)蜘蛛絲有非同一般的性能:絲細(xì)、高強(qiáng)、柔韌、富有彈性、耐沖擊、耐低溫(即使在-40℃仍有彈性)和生物可降解性等。美國國家陸軍生物技術(shù)研究中心 (Nexia)的科學(xué)家通過將從蜘蛛身上抽取的蜘蛛絲基因植入山羊體內(nèi),使山羊奶含有蜘蛛蛋白,再經(jīng)過特殊的紡絲程序,把山羊奶中的蜘蛛蛋白紡成“人造基因”蜘蛛絲,其強(qiáng)度比鋼大4~5倍,而且柔軟無比,被譽(yù)為“生物鋼”。可用于制造手術(shù)縫合線、防彈衣、裝甲防護(hù)材料等,受到全世界的關(guān)注,為仿“蜘蛛絲”的技術(shù)打開了成功之路。有消息報(bào)導(dǎo),20世紀(jì)以來,基因工程飛速發(fā)展,有可能在有色和功能的棉花上開發(fā),據(jù)稱美國孟山都公司在倫敦舉行的一個(gè)農(nóng)業(yè)討論會(huì)上透露,該公司在研究利用基因工程方法生產(chǎn)牛仔褲面料,擬將開蘭花的植物基因轉(zhuǎn)移至棉花植株內(nèi),以控制棉花植株結(jié)出天蘭色棉芯,不但免去用靛蘭紗線染色的繁復(fù)工藝,不排廢水及大大降低碳的排放,還有美國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)公司宣稱,他們已經(jīng)培養(yǎng)出帶有外源基因的“不皺棉花”等等。
4.2 高科技的融合
新材料的發(fā)展為智能紡織品的開發(fā)提供了智能系統(tǒng)的組合,如:形狀記憶高分子材料的發(fā)展,促進(jìn)了智能型防水透濕織物的開發(fā),相變材料的研究推動(dòng)了蓄熱調(diào)溫紡織品的開發(fā);水凝膠高聚物的發(fā)展又為隔熱紡織品的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。而多種技術(shù)的融合,使紡織品智能化的實(shí)現(xiàn)成為可能。
納米技術(shù)在紡織領(lǐng)域應(yīng)用方面,美國馬薩諸塞州內(nèi)蒂克軍事基地的科學(xué)家運(yùn)用納米技術(shù)改變?cè)雍头肿拥呐帕校估w維具有化學(xué)防護(hù)特性。經(jīng)過納米技術(shù)處理的纖維在讓清新空氣通過的同時(shí),可將生化武器釋放的毒氣擋在身體之外,從而提高了士兵在各種環(huán)境下的生存能力。此外,科學(xué)家應(yīng)用納米技術(shù)還研究了一種能“捕捉”氣味的纖維,這種纖維具有分子大小海綿體,可以吸收各種怪異氣味,并把它們“鎖住”,直到遇到肥皂水,再將怪氣味釋放。士兵的內(nèi)衣、襪子等如果用這種纖維織造,將長時(shí)間不用清洗,解決士兵在野外長期生活,清洗衣物困難的問題,從而大大改善了野戰(zhàn)士兵的生活條件。
電子紡織品的開發(fā)被認(rèn)為是除納米紡織品外的另一種革命性的開發(fā)。2000年7月德國從事電子織物研究的紡織研究開發(fā)公司(WRONZ Earalab Ltd)和美國從事材料研究的 Peratech公司首次發(fā)布的軟開關(guān)技術(shù),使人機(jī)界面變得柔軟,有觸摸感和可穿戴性,人們向往的能奏音樂的臺(tái)布、能與移動(dòng)電話聯(lián)系的夾克、縫入沙發(fā)扶手中的電視遙控器和并入窗簾和地毯的開關(guān)等將成為現(xiàn)實(shí)。瑞士可穿戴計(jì)算機(jī)研究室以裹有金屬長絲的聚酯纖維織成導(dǎo)電織物,此織物手感好,洗滌和折皺后不損其導(dǎo)電性。此項(xiàng)研究的成功為紡織品與電子元件的結(jié)合,研制真正可穿著計(jì)算機(jī)奠定了基礎(chǔ)工業(yè)。
上述例子說明,將高科技融入紡織品,使一些難以想象的“智能”有了實(shí)現(xiàn)的可能,同時(shí)也使智能紡織品的設(shè)計(jì)達(dá)到一個(gè)飛躍,設(shè)計(jì)出更為智能的紡織品。
4.3 智能紡織品應(yīng)用于其他領(lǐng)域
在美國、德國、日本,已開發(fā)出用于生物醫(yī)學(xué)、防護(hù)、運(yùn)動(dòng)、娛樂休閑等的智能紡織品,并正在將其應(yīng)用范圍擴(kuò)大到結(jié)構(gòu)材料,土工紡織材料和工程紡織材料等領(lǐng)域。如:安全防護(hù)領(lǐng)域中各種智能紡織品一智能熱防護(hù)紡織品、智能抗浸透濕紡織品、智能阻燃防護(hù)服等。醫(yī)療保健領(lǐng)域中具有藥物釋放功能、修復(fù)創(chuàng)傷功能以及屏蔽血液的智能紡織品都已有開發(fā)。
5.智能服裝研發(fā)動(dòng)向:
智能服裝是新型的紡織材料與電子技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,新型纖維及紡織材料和微型電子器件的完美結(jié)合。使之除了服用外,還能同時(shí)具備一些特殊的功能,如傳送信息、自動(dòng)變色、自動(dòng)調(diào)溫等。美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家的技術(shù)已經(jīng)成熟,設(shè)計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域廣闊。介紹如下:
5.1 醫(yī)療監(jiān)視服
美國Sensatex公司研制出一款智能襯衫,它可以監(jiān)視心率、體溫、呼吸以及消耗了多少卡路里的熱量;這種襯衫可以在穿衣人心臟病發(fā)作或虛脫時(shí)及時(shí)報(bào)警,從而降低突發(fā)性死亡的概率。這種智能襯衫還可用來監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的心率、呼吸和體溫;消防隊(duì)員也可穿用這種救生襯衫或智能襯衫監(jiān)測(cè)煙吸入量,醫(yī)生可用這種服裝監(jiān)測(cè)離開醫(yī)院的患者。另外, Sensatex公司還計(jì)劃設(shè)計(jì)在衣領(lǐng)里安裝一個(gè)全球定位系統(tǒng)接收器的服裝,兒童或老年性癡呆病人穿上后,如果不慎走失可以被輕易找到。
5.2德國的Infineon公司研制了一種新型的智能夾克,一款內(nèi)置MP3播放機(jī)的夾克,這種夾克可以播放音樂,又如飛利浦公司生產(chǎn)了一種ICD夾克,它腰部置有手機(jī)和MP3播放器,在領(lǐng)子固定有耳機(jī),它們間的連線則藏在衣服里面,使用者通過話筒用語音來控制手機(jī)和MP3播放器,而不需要解開衣服。
5.3 變色服裝
變色服裝能夠隨著周圍環(huán)境的變化而自動(dòng)變色,它或是由變色纖維制造的,或是織物采用變色染料印染而成的,變色服裝最早應(yīng)用在軍事領(lǐng)域。例如采用變色纖維制作的偽裝服,可隨地貌環(huán)境的變化而交替變換不同的顏色:如將這種變色纖維用于民用服裝,也將會(huì)大放異彩,可獲得更為奇特的效果。英國一家公司研制出可以隨心所欲地改變顏色的服裝面料,用這種面料制作的服裝已經(jīng)面世,變色服裝一般有兩類:
5.3.1 隨時(shí)間變色
這類服裝的奇特之處在于,一天中至少可以變?nèi)晤伾缭诳崾畛尸F(xiàn)純白色,可以很好地反射熱量;若在室內(nèi)又會(huì)變成淺藍(lán)色,給人一種樸實(shí)淡雅的感覺;到傍晚時(shí),又會(huì)變成漂亮迷人的紅或紫色,是出席晚宴的理想時(shí)裝。這種服裝也叫液晶時(shí)裝,屬于最新的科技合成材料,現(xiàn)已制成的液晶達(dá)3000種以上,這些液晶都具有液體的流動(dòng)性與晶體的化學(xué)性,當(dāng)受到磁、電、聲、光、熱、力等外在因素的影響時(shí),其分子排列即發(fā)生變化。專家根據(jù)顏色變化的需要,把兩至三種不同的液晶混合,然后將其涂在不同質(zhì)地的紡織品上,做成一套會(huì)變色的液晶時(shí)裝。
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