“能源衣”在中國(guó)被研發(fā)！變色、恒溫、發(fā)電......我們離“鋼鐵俠”又近了一步！
- 近日，東華大學(xué)材料學(xué)院王宏志教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一種“可發(fā)電”的服裝材料，使真正的“能源衣”成為現(xiàn)實(shí)。
現(xiàn)階段智能紡織品是從紡織纖維和消費(fèi)品中派生出來(lái)的新一代紡織新品種，是一種具有功能性的紡織品，它具有對(duì)外界環(huán)境感知和反應(yīng)的功能，并且保留了紡織品本身所具有的的質(zhì)感和特性。智能紡織品其智能化表現(xiàn)為在織物中加入的特殊成分，這些成分可以是電子裝置、特殊構(gòu)造聚合物甚至是著色劑。
從廣義上說(shuō)，智能紡織品是指應(yīng)用紡織、電子、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等多學(xué)科知識(shí)綜合開(kāi)發(fā)的具有高智能化的紡織品，它基于仿生學(xué)概念，能夠模擬生命系統(tǒng)，同時(shí)有感知和反應(yīng)雙重功能。狹義上的智能紡織品是指電子信息智能紡織品。它將微電子、信息、計(jì)算機(jī)等技術(shù)融合到紡織品中。
據(jù)印度一家市場(chǎng)研究公司評(píng)估，作為一種高科技紡織品，智能紡織品行業(yè)的總值到2020年將達(dá)47億美元。鑒于智能紡織品行業(yè)2014年的總值不到10億美元，其預(yù)期的增長(zhǎng)將非常驚人——累積年增長(zhǎng)率為30%。這將創(chuàng)造一個(gè)前所未有的領(lǐng)域。它不僅僅是幾個(gè)產(chǎn)品，而是一個(gè)全新的行業(yè)。
智能紡織品實(shí)例
01 光敏變色紡織品
光敏變色紡織品是一種能在紫外線或者可見(jiàn)光的照射下發(fā)生變色、光線消失后又可以逆變到原來(lái)顏色的功能性染料。光敏變色材料主要有氯化銀、溴化銀、二苯乙烯類、螺環(huán)類、降冰片二烯類、俘精酸酐類、三苯甲烷類衍生物、水楊酸苯胺類化合物等。目前，光敏變色材料已發(fā)展到有4個(gè)基本色：紫色、黃色、藍(lán)色、紅色。這4種光變材料初始結(jié)構(gòu)均為閉環(huán)型，即印在織物上沒(méi)有色澤，當(dāng)在紫外線照射下才變成紫色、黃色、藍(lán)色、紅色。
02 熱敏變色紡織品
熱致變色是隨著溫度變化而引起顏色變化的材料，變色材料(染料)主要是可逆性變化。日本松井色素化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn)的TC系列以及我國(guó)生產(chǎn)的RT系列就屬于熱敏變色產(chǎn)品?？椢镌诜眠^(guò)程中，隨季節(jié)、地區(qū)不同，室內(nèi)、室外溫度不同，而呈現(xiàn)多變的色彩，目前能夠生產(chǎn)變色涂料并掌握加工技術(shù)的主要是英國(guó)、日本等以及我國(guó)的臺(tái)灣地區(qū)。
03 智能表色纖維
智能變色纖維與傳統(tǒng)織造技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了服裝的智能色彩變化。采用光傳輸原理，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和電子傳感技術(shù)，設(shè)計(jì)制作智能智能婚紗禮服，實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP遙控、一鍵變色、自動(dòng)閃光。
04 智能恒溫紡織品
17年11月發(fā)表的一篇論文《科學(xué)進(jìn)展》中，由美國(guó)材料科學(xué)家Yi Cui領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)小組，制造了一種雙面織物。面料可以保持溫暖或涼爽的狀態(tài)，這取決于穿戴者將織物的哪一面朝外。
這種智能紡織品可以根據(jù)環(huán)境溫度的變化在一定的溫度范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)紡織品的內(nèi)部溫度。也就是說(shuō)，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，相變材料吸收熱量并熔化，儲(chǔ)存熱量；當(dāng)外部溫度下降時(shí)。相變材料冷凝放熱并釋放熱量，從而使織物的內(nèi)部溫度保持相對(duì)穩(wěn)定。
05 可拉伸電池織物
由賓厄姆頓大學(xué)教授Seokheun Choi領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)完全基于紡織品的生物電池，這種柔性電池保持了電池的最大功率。此外，紡織品在反復(fù)拉伸和扭轉(zhuǎn)循環(huán)下依然表現(xiàn)出穩(wěn)定的發(fā)電能力。這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)在可穿戴服裝上的應(yīng)用具有巨大的意義。
06 智能防護(hù)紡織品
美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，Katherine Mirica和史米斯的化學(xué)小組研究了一種新型的智能防護(hù)紡織品，具備紡織品柔軟的特性。其防護(hù)功能是基于織物的組織框架和集成到軟紡織品中的導(dǎo)電多孔材料?？梢圆东@、預(yù)濃縮和過(guò)濾有毒物質(zhì)。這不僅僅是被動(dòng)的保護(hù)，如果織物中有撕裂或缺陷，或者織物性能下降，系統(tǒng)織物都可以主動(dòng)警告用戶。
07 能量收集纖維
這些紗線是由碳納米管構(gòu)成的，碳納米管的直徑比人類頭發(fā)的直徑小10000倍。當(dāng)紗線被扭曲或拉伸時(shí)，碳納米管紗線的體積減小，使紗線上的電荷更緊密地結(jié)合在一起并增加它們的能量，從而實(shí)現(xiàn)了能量的產(chǎn)能和儲(chǔ)備。
08 智能地毯
看起來(lái)像一個(gè)普通的地毯，但在表面和內(nèi)襯之間加了一層傳感器。使用“引導(dǎo)路徑層析成像”技術(shù)，實(shí)時(shí)記錄由人接觸(站立、行走、躺臥等)引起的地毯變形的空間細(xì)節(jié)。該數(shù)據(jù)能夠識(shí)別由自然原因或疾病引起的行動(dòng)變化，此外，地毯可以改裝，根據(jù)空間靈活放置。對(duì)于老年人口和患有行動(dòng)障礙的人來(lái)說(shuō)這項(xiàng)發(fā)明很有意義。
編后語(yǔ)
隨著智能技術(shù)的不斷發(fā)展，智能紡織品將勢(shì)不可擋，期待不久的將來(lái)有更多的產(chǎn)品飛入尋常百姓家，豐富和方便我們?nèi)粘Ｉ畹狞c(diǎn)點(diǎn)滴滴。
