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百科丨这一纺织技术实现现实“钢铁侠”将成为可能

作者:admin发布时间:2019-09-02 19:38

  东华大学材料学院王宏志教授团队研发出了一种“可发电”的服装材料,使真正的“能源衣”成为现实。

  近几年纺织展会和媒体经常会提到“智能纺织品”这一概念。甚至在超级英雄的电影中超炫酷的智能战服往往是不可少的元素。比如在电影《蜘蛛侠:英雄归来》中小蜘蛛的战衣则完全成了黑科技集成的升级版,AI系统会与蜘蛛侠对话,并辅助蜘蛛侠进行前期训练;内置GPS追踪系统;腋下“蛛网翼膜”;面罩“表情眼睛”等等。将一●系列功能集中到服装上,也是现在科学家们研究的热点。

  现阶段智能纺织品是从纺织纤维和消费品中派生出来的新一代纺织新品种,是一种具有功能性的纺织品,它具有对外界环境感知和反应的功能,并且保留了纺织品本身所具有的的质感和特性。智能纺织品其智▲=○▼能化表现为在织物中加入的特殊成分,这些成分可以是电子装置、特殊构造聚合物甚至是着色剂。

  从广义◆■上说,智能纺织品是指应用纺织、电子、化学、生物、医学等多学科知识综合开发的具有高智能化的纺织品,它基于仿生学概念,能够模拟生命系统,同时有感知和反应双重功能。狭义上的智▪…□▷▷•能纺织品是指电子信息智□◁能纺织品。它将微电子、信息、计算机等技术融合到纺织▷•●品中。

  据印度一家市场研究公司评估,作为一种高科技纺织品,智能纺织品行业的总值到2020年将达47亿美元。鉴于智能纺织品行业2014年的总值不到10亿美元,其预期的增长将非常惊人——累积年增长率为30%。这将创造一个前所未有的领域。它不仅仅是几个产品,而是一个全新的行业。

  光敏变色纺织品是一种能在紫外线或者可见光的照射下发生变色、光线消失后又可以逆变到原来颜色的功能性染料。光敏变色材料主要有氯化银、溴化银、二苯乙烯类、螺环类、降冰片二烯类、俘精☆△◆▲■酸酐类、三苯甲烷类衍生物、水杨酸苯胺类化合物等。目前,光敏变色材料已发展到有4个基本色:紫色、黄色、蓝色、红色。这4种光变材料初始结构均为闭环型,即印在织物上没有色泽,当在紫外线照射下才变成紫色、黄色、蓝色、红色。

  热致变色是随着温度变化而引起颜色变化的材料,变色材料(染料)△▪▲□△主要是可逆性变化。日本松井色素化学工业株式会社生产的TC系列以及我国生产的RT系列就属于热敏变色产品。织物○▲-•■□在服用过程中,随季节、地区不同,室内、室外温度不★▽…◇同,而呈现多变的色彩,目前能够生产变色涂料并掌握加工技术的主要是英国、日本等以及我国的台湾地区。

  智能变色纤维与传统织造技术相结合,实现了服装的智能色彩变化。采用光传输原理,结合互联网技术和电子传感技术,设计制作智能智能婚纱礼服,实现手机APP遥控、一键变色、自动闪光。

  17年11月发表的一篇论文《科学进展》中,由美国材料科学家Yi Cui领导的一个小组,制造了一种双面织物。面料可以保持温暖或凉爽的状态,这取决于穿戴者将织物的哪一面朝外。

  这种智能纺织品可以根据环境温度的变化在一定的温度范围内自由调节纺织品的内部温度。也就△▪▲□△是说,当环境温度升高时,相变材料吸收热量并熔化,储存热量;当外部温度下降时。相变材料冷凝放热并释放热量,从而使织物的内部温度保持相对稳定。

  由宾厄姆顿大学教授Seokheun Choi领导的团队创建了一个完全基于纺织品的生物电池,这种柔性电池保持了电池的最大功率。此外,纺织品在反复拉伸和扭转循环下依然表现出稳定的发电能力。这项技术未来在可穿戴服装上的应用◇=△▲具有巨大的意义。

  美国化学学会杂志上发表的一项研究中,Katherine Mirica和史米斯的化学小组研究了一种新型的智能防护纺织品,具备纺织品柔软的特性。其防护功能是基于织物的组织框架和集成到软纺织品中的导电多孔材料。可以捕获、预浓缩和过滤有毒物质。这不仅仅是被动的保护,如果织物中有撕裂或缺陷,或者织◇•■★▼物性能下降,系统织物都可以主动警告用户。

  这些纱线是由碳纳米管构成的,碳纳米管的直径比人类头发的直径小10000倍。当纱线被扭曲或拉•●▲★-●伸时,碳纳米▪▲□◁管纱线的体积减小,使纱线上的电荷更紧密地结合在一起并增加它们的能量,从而实现了能量的产能和储备。

  看起来像一个普通的地毯,但在表面和内衬之间加了一层传感器。使用“引导路径层析成像”技术,实时记录由人接触(站立、行走、躺卧等)引起的地毯变形的空间细节。该数据能够识别由自然原因或疾病引起的行动变化,此外,地毯可以改装,根据空间灵活放★△◁◁▽▼置。对于老年人口和患有行动障碍的人来说这项发明很有意义。

  随着智能技术的不断发展,智能纺织品将势不可挡,期待不久的将来有更多的产品飞入寻常百姓家,丰富和方便我们日常生活的点点滴滴。

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