全球智能紡織品技術(shù)市場掠影——“隱形斗篷”

　　關(guān)于哈利波特的“隱形斗篷”，一些研究人員正在探索它背后的物理問題。美國北卡羅來納州立大學(xué)紡織學(xué)院杰西博士表示，智能紡織品技術(shù)對這項研究將提供一些幫助，用一些特殊技術(shù)，有可能很快將紡織產(chǎn)品改造成我們需要的外觀和功能。

 　　10年前，有誰能想象到紡織品可以凝結(jié)傷口流出的血液，檢測和傳輸生物活性，成為個人區(qū)域網(wǎng)，管理藥物或是自行產(chǎn)生熱量?現(xiàn)在這些想象都變成了現(xiàn)實，這些都要歸功于交互式紡織品和智能紡織品。全球工業(yè)分析報告顯示，全球智能紡織品和交互式紡織品技術(shù)市場有望在2015年達(dá)到18億美元，其主要增長部分為生物物理監(jiān)控解決方案和相變材料。此外，電子學(xué)和紡織品之間的無縫集成將幫助電活性智能紡織品擴大其在未來的應(yīng)用范圍。

　　可穿戴的個人局域網(wǎng)

　　美國加州托蘭斯的物理光學(xué)公司(POC)開發(fā)了一個專為士兵設(shè)計的名為WEARNET的身體順應(yīng)性電子背心系統(tǒng)。它為穿戴者提供了集成電源和數(shù)據(jù)連接器，GPS設(shè)備和智能手機這些無線電系統(tǒng)，創(chuàng)建一個可穿戴的個人局域網(wǎng)。

　　該公司正與電池制造商一起創(chuàng)造一種適合人體用的電池，該電池內(nèi)需要加入一種本身可以提供實時數(shù)據(jù)和電源監(jiān)控、電壓調(diào)節(jié)、自動故障保護(hù)和能源收獲的連接器。

　　物理光學(xué)公司系統(tǒng)工程主任甘斯博士說：“一些客戶正在尋找一種能夠?qū)⒈O(jiān)控功能直接集成到服裝本身的技術(shù)。公司正在開發(fā)具有特殊涂料的面料，這種面料可以密封槍傷，防止受傷的人因失血過多而死亡，達(dá)到醫(yī)療監(jiān)測的目的。”

　　無創(chuàng)性的健康監(jiān)測是一個不斷發(fā)展的領(lǐng)域，不僅僅局限于醫(yī)院，運動場也需要它。例如，很多足球運動員和教練都希望能夠檢測出其在球場上心率快慢的影響。

　　美國伊利諾伊大學(xué)分校的工程師們已經(jīng)開發(fā)出了超薄皮膚安裝的電子補丁，此物由太陽能電池或無線線圈供電，能夠?qū)ι頎顟B(tài)進(jìn)行監(jiān)測。電子元器件由晶體管、二極管和其他半導(dǎo)體組成。美國伊利諾伊大學(xué)材料科學(xué)與工程系的約翰教授說：“該產(chǎn)品不同于其他智能紡織技術(shù)，它比傳統(tǒng)的電極更能受得住頻繁的磨損。它具有彈性而且手感柔軟，就像皮膚一樣，因此穿它的時候感覺很舒適。這是一個檢測人體的新方法，未來還有可能實現(xiàn)治療效果。”

　　除了收集生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，如心臟產(chǎn)生的電信號，電子皮膚還可以幫助病患者通過計算機的接口了解其肌肉或神經(jīng)系統(tǒng)疾病。它能夠識別簡單的對話，能夠區(qū)分一臺計算機上的肌肉運動的信號。{page_break}

　　做紡織品“表面文章”

　　美國德克薩斯州的高級紡織品技術(shù)有限公司(AFT)負(fù)責(zé)人大衛(wèi)·奧基夫?qū)χ悄芗徔椘返陌l(fā)展極其看好。他說：“這項技術(shù)可以做很多事情，但是它需要找到合適的公司幫助它生產(chǎn)出原型并推向市場。”

　　高級紡織品技術(shù)有限公司將專利生產(chǎn)的可以減輕爆炸、反導(dǎo)彈的紡織品稱為HAY，即螺旋狀的auxetic材料紗線。這種技術(shù)可以讓auxetic材料紗線在低變速率下拉伸，比同類紡織品如不能移動和拉伸的芳綸吸收更多的能量。

　　在紡織品中添加傳感器或納米管可以使其變得“智能”，還能增加其吸收和移動的能力，這種智能紡織品可以為醫(yī)療或工業(yè)應(yīng)用提供反饋。

　　該公司還在開發(fā)可以釋放藥物的流體釋放系統(tǒng)，如可以停止傷口出血的混凝劑。“將流體釋放系統(tǒng)加入繃帶，這種繃帶如果可以為病患者確定通過傳感器的含菌量和自我管理藥物，那么它就變成了一個智能繃帶。你可以把這種系統(tǒng)放入任何其他類型的東西，如跑步鞋、繃帶、西服。”奧基夫說。

　　高級紡織品技術(shù)有限公司與美國德州理工大學(xué)確立了合作關(guān)系，一起對auxetic材料紗線以不同的形式進(jìn)行測試和研究。奧基夫表示：“關(guān)于auxetic材料的使用，我們不會僅限于一個特定的模式，它給了我們探索所有類型的梭織和針織的機會。它不僅在軍事上有廣泛應(yīng)用，在民用學(xué)科上的潛力也是不容小覷的。”

　　美國加利福尼亞州的Eeonyx公司推出的導(dǎo)電聚合物涂料可用于面料、毛毯、泡沫、粉末、塑料，甚至可調(diào)電阻。添加了涂料的產(chǎn)品主要應(yīng)用在軍事和商業(yè)上，如將毛毯變暖的電阻加熱器、全天候的靴子和飛機機翼除冰、服裝潔凈室和電子產(chǎn)品的ESD保護(hù)、吸波織物和天線、生物醫(yī)學(xué)、體育、軍事以及車用的動態(tài)壓力傳感器。

　　環(huán)保價值和成本效益

　　美國北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員一直用一種被稱為原子層沉積的過程研究紡織品上功能性無機涂料的形成。如今這種功能性無機涂料已應(yīng)用于新的電子設(shè)備，保護(hù)紡織品免受紫外線輻射和化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。

　　研究人員的研究的目的是找出紡織品的新應(yīng)用，延伸紡織品的生命，充分使用紡織品，本質(zhì)上這種可以降低成本的技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)是不相容的。研究人員正在研究加入了透明導(dǎo)電和半導(dǎo)體的無機涂料的紡織材料，如無紡布錦綸、丙綸、棉梭織，結(jié)果表明具有靈活性和高表面電子感應(yīng)的紡織品具有很大優(yōu)勢。

　　“阻隔紡織品表面吸收的紫外線以延長其生命，這是有益的，尤其是對綠色環(huán)保材料，如棉花或回收的聚酯，這些材料在紫外線照射下?lián)p壞的更加迅速。如果你可以做一個表面改性，提高材料的抗紫外線能力，你不僅可以延長其使用壽命，還可以降低戶外紡織品如遮陽篷等的成本，甚至可能減少整個材料的碳足跡。”杰西博士說，“這種技術(shù)也可以用于防護(hù)服或其他。”