科技翻译

全球智能纺织品发展综述

在过去的几年里，智能材料在我们的生活中起着十分巨大的作用。智能材料的潜力非常广泛，也已经走进了纺织品中，德国Niederrien 大学的U.R.B.Sastry总结了近一阶段以来智能纺织品的主要发展情况。

近几年来，智能材料以其自身独特的方式融入到纺织品中。智能材料的出现激起了材料科学、电学和计算机工程的研究者们的极大兴趣，同时感兴趣的还有产品设计者和纺织品生产者。智能材料从概念产生到产品开发的过程包括了从不同领域、不同背景来的人员，也包括了使用者他们自己。

最早的智能纺织品之一是被用于部队伪装的。在部队伪装这个应用中，纺织品大多用来伪装战场上的军车、军用设备和个人装备，避免被3种电磁辐射（可见光、红外线和雷达）的探测。另外，这种纺织品在设计中要求必须防火、耐穿着、高强度和容易生产。

雷达吸收结构通常是由带有氧化铁或碳涂层的伞面金字塔状的泡沫材料组成，通常它会与一定数量的银结合，可以调整雷达的目标有效截面。同时，针织物中的经编织物的红外特性通过使用带有可见的印花和图案的、低发射率涂层来控制，它被设计成迷彩效果。

1 21世纪的服装

进入21世纪以来，对于服装设计的要求不断向重量轻、容易携带的方向发展，什么是将智能材料融入到纺织品中的更好方法呢？比如说：总部设在布鲁塞尔的Starlab 发明了一种带有传感器的田径服用来监视穿着者的心脏变化情况，从运动员刚一出发开始，数据便通过电子信箱的方式，即服装所具备的移动电话功能进行信息传输。更进一步的例子，德国的Infineon Technologies 生产出了第一件可穿着的MP3音乐运动服装，这种音乐运动服的袖子里带有键盘。基于这些发明，真正的可穿着计算机服装似乎是可能实现的，但是，在这里我们不能忽视将会出现的问题。比如，服装的耐用性和洗涤效果——与日常服装相关的因素必须加以考虑，如果制造商想要使用可穿着这个术语作为智能材料纺织品的标注，就必须充分符合其真实

性。

2 发展和应用

智能材料衬衫作为智能材料服装的一种，是由乔治亚理工大学S.Jayaraman教授领导的研究小组开发研制的。现在是由Senatex公司出售，其作用是用来探测子弹创伤能力。在无缝衬衫中织入塑料光学纤维，这些塑料光学纤维一端与光电二极管相连，另一端与激光放大器相连，连接激光放大器的一端用于探测。光脉冲由真空管辅以其他电路系统连续探测，光脉冲的任何中断都会终止真空管，以此来显示子弹射在人体的确切位置。这种智能衬衫还带有测量体温、心跳和呼吸系统的传感器，以及扩音器和有毒气体监测器。

与此相似的，拉普兰大学与芬兰Reima-Tutta有限公司与一些机构合作，开发了一种滑雪运动服装。这种服装使用一些组合传感器——其中包括加速度计、指南针和全球定位系统（GPR），它可以提供穿着者的健康信息、具体位置及运动情况。如果穿着者发生意外，它们会立即通知紧急情况办公室，通过一个包含穿着者当前位置坐标和从穿着者的生理测量得到的数据的信息。

英国Softswitch是以商业生产基于量子隧道效应的服装键盘，以确保电子器件集成在纺织品中。该公司称，Softswitch织物可以与任何类型的电子器件直接接触，而不需要信号处理或更加复杂的软件。所以，柔软织物可以用来代替传统的硬件的开关、键盘、按钮或球形按钮等。Softswitch织物在没用压力作用的情况下是绝缘体，在某一压力点处电阻会开始减小，直至织物获得像金属一样的电导性。比如，用指端压力可以使电阻从几十亿Ω减少到小于1Ω。

这种织物可以用于玩具、智能内饰、压力传感及计算机界面以及可穿者电子产品等等。

3 应用

3.1Gore-Tex薄膜

到了20世纪90年代，Gore-Tex薄膜织物开始用于透气及防水的防潮服装设计中。Gore-Tex工作的原理是：其薄膜中的孔隙的大小是水分子的700倍（以蒸汽的形式），而比最小的水滴（这里指液态水，通常情况下静电力会将水分子结合在一起）

尺寸还要小20000多倍。这样一来水蒸气（身体散热产生的汗液转变成蒸汽）可以非常容易地通过织物，而将液态水阻挡在织物外面。

这种防水透气织物使穿着者甚至在剧烈运动后仍能保持身体干爽，并取消了由于汗液蒸发而产生的冷感。该薄膜已经扩展到大范围的应用中，例如：它与含木炭的织物结合，用于军事方面的防生化服装。

3.2 环境适应

适应性纺织品的另一个例子就是微胶囊相变材料（PCMs，详见如《国际纺织技术》1999年9月，23-26页；1998年8月，25-26页），这些微胶囊中包含着相变材料。如石蜡；根据周围环境温度变化发生相变，如果环境温度升高，石蜡就会融化而吸收热量，如果环境温度降低，石蜡就会固化而放出热量。所以，PCNMs帮助调节穿着者皮肤表面的微气候门卫周围环境的波动提供了一个缓冲。

这种微胶囊还可以混入聚合物并纺成丝，或者混入泡沫或涂层中。例如，Outlast 与Acordis公司合作生产出含PCMs的鞋、袜、床垫和衣服。

3.3 形状适应

形状记忆材料在智能服装中已经开始进行实验。如：意大利的Corpo Nove设计室已经研制了一种服装，其袖子随环境温度的升高和降低而收缩和伸长。实际使用过程中，在触发温度使它可以自动完成熨烫。（可参考《如何进入国际科技纺织品市场的过程》斯坦福-上-埃文，英国14-15页，2002年9月）

这种衬衣是由具有镍钛合金分布的尼龙制成的。镍钛合金在触发温度可以弯曲或伸长，并能在温度降低后，使形状反向变化。另外，可以通过调节材料的组分和应用一定的处理来改变材料的触发温度。

形状记忆聚合物也应用在纺织品与服装中。最近，形状记忆聚合物用于医学仪器中，比如应用其形状记忆功能用于缝合。他们还用于绝缘纺织品，随着温度变化，增加或减少气穴值。（可见，此论文中lanHolme的文章）

3.4 非常规材料

细胞增大材料（auxuetic materials）的特性是当拉伸时变宽而挤压时变窄，也就是说，它们具备负的泊松比。这些材料还具备其他一些有用的性能，包括：高断裂韧度、抗压缩和能量吸收等。因此，它们在许多领域存在着潜在的应用，如:防弹衣或头盔，以及抗冲击产品等等。