衣服像“变色龙”那样根据周边环境变化自动变色变形,鞋垫能在行走间通过人体踩压自主发电……相信很多人小时候都幻想过这样的场景。不过现在这些都不是梦,这一切只要有智能纤维,都可以轻松实现!
什么是智能纤维?
智能纤维是指能够感知外界环境(机械、热、化学、光、湿度、电磁等)或内部状态所发生的变化,并能做出响应的纤维。近些年来,随着纳米技术、微胶囊技术、电子信息技术等在内的一些前沿技术的发展及运用,智能纤维的开发得到了迅速发展,并且催生了一系列新兴智能纺织品的出现,从而满足了人们的某些特定需求。
5种智能纤维
1 相变纤维
“天凉了,多穿件衣服。”“热了,减一件衣裳。”这是很普通的生活常识,不过,您恐怕还不知道,这个简单的常识将来会被一项全新的技术所颠覆。未来,不管一年四季变化如何,我们不一定要加减衣服,而很有可能只穿一件就能适应一整年的温度变化。这种衣服采用的正是相变纤维。
相变纤维是利用物质相变过程中释放或吸收潜热、温度保持不变的特性开发出来的一种蓄热调温功能纤维。其中包含的相变物质通过发生固-液或固-固可逆转化可使纤维具有双向温度调节和适应性:当环境温度高于某一阈值时,材料相变吸热而具有制冷效果;当环境温度低于某一阈值时,材料相变放热而具有保温效果,以此来控制纤维周围的温度。目前市场上比较具有代表性的相变纤维产品有Outlast、Comfortemp、Thermasorb和Cool Vest等,它们可以在温度振荡环境中反复循环使用,并且热循环次数普遍都达到1000次以上。
七匹狼推出的捍冬风衣虽然只有8毫米,却能抵御8000米雪山上的低温与风雪。”在同等厚度的情况下,2-5微米直径的超细纤维的新型保温材料,保暖效果是羽绒的1.2倍,是其他高度松软保暖材料的近2倍。而凤竹纺织此前推出的保暖面料也备受追捧,其三维保暖纤维具有产生隔离室保暖的功能,能包住暖空气,并与外界的冷空气隔离,保持身体温暖。
2 形状记忆纤维
形状记忆纤维是指纤维**次成型时,能记忆外界赋予的初始形状,定型后的纤维可以任意发生形变,并在较低的温度下将此形变固定下来(二次成型)或者是在外力的强迫下将此变形固定下来。当给于变形的纤维加热或水洗等外部刺激条件时,形状记忆纤维可回复原始形状,也就是说*终的产品具有对纤维*初形状记忆的功能。
主要有形状记忆合金纤维、形状记忆聚合物纤维和经整理剂加工的形状记忆功能纤维三大类。目前较为常见的形状记忆合金有TiNi系合金、Cu基合金和Fe基合金。形状记忆合金纤维具有手感硬、回复力大的特点,可被用作纱芯与其它各种纤维纺出具有形状记忆效果的花式纱,并织成动感织物。
英国设计师侯赛因·卡拉扬利用形状记忆纤维打造的时装
形状记忆聚合物有聚氨酯、聚内酯、含氟高聚物和聚降冰片烯等多种品种,其中形状记忆聚氨酯由于具有易激发、形变量大、质量轻、成本低等优良特性而被广泛开发。形状记忆聚合物纤维具有众多优点,如手感较形状记忆合金纤维柔软、易成形且具有较好的形状稳定性、机械性质可调节范围较大、应变可达300%甚至更大等,因此其在纺织品上具有较为广阔的应用前景。
3 智能凝胶纤维
智能凝胶纤维是指能随外界刺激(温度、pH值、光、压力、电等)发生体积或形态改变的凝胶纤维。根据刺激条件的不同,智能凝胶纤维主要可以分为pH响应性凝胶纤维、温敏纤维、光敏纤维和电敏纤维等,其中以pH响应性凝胶纤维*为常见。智能凝胶纤维具有自适应性、生物相容性的特点,近年来常被用于智能纺织品的开发设计中。
4 光导纤维
光导纤维是一种可将光能封闭在纤维中并使其以波导方式进行传输的光学复合纤维,亦称为智能光纤,由纤芯和包层两部分组成。它具有优异的传输性能,可随时提供描述系统状态的准确信息。光导纤维直径细、柔韧性好、易加工,同时兼具信息感知和传输的双重功能,被人们公认为**的传感材料,近些年来被广泛用于制作各类传感器,在智能服装、安全性服装等新型服装中屡有应用,以实现对外界环境的温度、压力、位移等状况以及人体的体温、心跳、血压、呼吸等生理指标的监控。
光导纤维材料制作的新型织物不仅可以用做窗帘,而且可以制作服装。穿着这种时装在T型舞台表演时,衣服闪闪发光,随着模特的走动,主服呈现五光十色,色彩夺目。
5 电子智能纤维
电子智能纤维是基于电子技术,融合传感、通讯和人工智能等高科技手段而开发出的一类新型纤维。随着人们需求的日益增长,对电子智能纤维也提出了更高的要求,目前市场上的电子智能纤维主要有抗静电纤维、导电纤维等,其中以导电纤维*具代表性。导电纤维是指在标准状态(20 ℃、相对湿度65%)下,比电阻低于107Ω·cm的纤维,其具有优良的导电性能,并能通过电子传导和电晕放电来消除静电,主要被用于消除静电、吸收电磁波以及探测和传输电信号。将传感器和电子元件植入到服装面料内,这也是目前设计和实现电子智能服装的有效手段之一,主要设计了以下类型的产品:温感羽绒服、生理监控服装、LED智能感官儿童服装以及湿感羽绒服等。
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