智能纺织材料与智能纺织系统概述

工作，如人体运动产生的热能、太阳能等。外部通信功能是指智能纺织系统与外界是否发生信息交流，有通信功能的智能纺织系统包括与外界环境发生单向或双向通信交流。交流的方式可由用户直接感知，如人体通过视觉、听觉、嗅觉等感觉器官直接感知系统发出的信号；也可由电子元件感知后再传递给用户，如电子元件感知信号后，通过发出声响或发射电磁波、光波等形式将信号传递给用户。无通信功能的智能纺织系统不与外界环境发生交流，但是也不排除系统内部会发生交流，如一个自动调节系统，系统内部会发生信息交流。

基于智能纺织系统是否有“能量功能”和“外部通信功能”这2个功能，可以将智能纺织系统划分为4大类，即“无能量无通信功能（NoE-NoCom）”、“无能量有通信功能（NoE-Com）”“有能量无通信功能（E-NoCom）”、“有能量有通信功能（E-Com）”4類。

2.1 无能量无通信功能的智能纺织系统

无能量无通信功能的智能纺织系统不包含电池，同时系统也不与外界环境发生通信交流，系统借助外界光、电、热等刺激为系统提供能量，如形状记忆材料或相变材料制成的服装自身不含电池，由外部环境温度对系统提供热能，温度的升降作为刺激源，刺激材料发生行为改变。

2.2 有能量无通信功能的智能纺织系统

有能量无通信功能的智能纺织系统自身可提供能量，一般通过系统自带的电池提供电能，同时系统不与外界环境发生通信交流，此类系统一般包含能量转换电子元器件，可贮存能量以备电池用完后提供持续功能。如光伏纺织品，可以将光能转换成电能贮存起来，当纺织品自带的电池电量用完后可延缓一段时间更换电池，为用户提供方便[40]。再如，带有机电换能器的鞋子，机电换能装置可将人体运动产生的机械能转换成电能存贮起来，当系统自带电池电量用完后，可延缓一段时间，不必立即更换。

2.3 无能量有通信功能的智能纺织系统

无能量有通信功能的智能纺织系统自身不能提供能量，但是系统能与外界环境发生单向或双向的通信交流，如患者用呼吸监测器，该智能系统将作用于传感器的力学刺激转换成电信号传输给系统，系统接收信号进行分析处理后即对外界环境发射无线电波，医生通过探测器接收此无线电波，此种交流方式为系统感知信号再传递给用户[41]。由热致变色颜料染成的婴儿睡衣裤，当温度升高超过规定阈值，染料颜色发生改变，给父母或其他人员视觉的警告信号，此种交流方式为用户直接感知系统发出的信号。或者用光致变色纤维制成的床单、病号服，可通过床单颜色的变化实时观测病人体温变化，判断病人有无发烧情况[42，43]。

2.4 有能量有通信功能的智能纺织系统

有能量有通信功能的智能纺织系统自身可提供能量，且系统还能与外界环境发生单向或双向通信交流，如化工厂工人使用的监测和报警系统，该系统自带电池供电，将作用于传感器的化学刺激信息传递给内部系统，系统经过分析处理，随后将通过颜色的改变或发出声音的方式将信息传递给外界环境，由人眼或人耳接收。装有热探测器的消防防护服，自带电池提供能量，防护服的胸、背等部位装有热传感器，该系统可将作用于热传感器的热刺激物（温度）转换成电信号传送给系统内部，随后系统向外界环境发射光信号，消防员通过光信号判断消防服所经受的温度[44]。

3 结语

随着人们对材料技术、无线通信技术以及微电子技术研究的深入，给智能纺织品的研究开发提供了更广阔的空间。智能服装的出现不仅符合纺织服装行业“低碳经济”的发展理念，同时利用这种多学科交叉开发的高附加值的织物也促进了整个纺织行业的发展。

参考文献

[1]曹立辉.智能服装材料开发与应用研究[J].浙江纺织服装职业技术学院学报，2010，9（3）：25-28.

[2]张金升，龚红宇，刘英才，等.智能材料的应用综述[J].山东大学学报，2002，32（3）：295-300.

[3]贺昌城，顾振亚.关于智能材料概念的探讨[J].天津工业大学学报，2001，20（5）：42-45.

[4]奚利飞，郑俊平，等.智能材料的研究现状与展望[J].材料导报，2003，17（9）：235-237.

[5]张雄.石墨烯基柔性纤维超级电容的电极材料研究[D].苏州：苏州大学，2015.

[6]张新民.智能材料研究进展[J].玻璃钢/复合材料，2013，（6）：57-62.

[7]张希莹，方东根.智能纤维及智能纺织品的研究与开发[J].纺织导报，2015，36（6）：103-106.

[8]方东根，沈雷.智能服装材料及其在安全性服装中的应用[J].纺织学报，2015，36（12）：158-163.

[9]姜怀.智能纺织品开发与应用[M].北京：化学工业出版社，2013，6-11.

[10]ISO/PDTR 00248435 Textiles and Textile products-

Smart.textiles-Definitions， categorisations，

applications and standardization needs[S].

[11]葛婧媛，杨文芳.变色材料在纺织品上的应用[J]. 染整技术，2007，29（10）：5-9.

[12]徐栋，陈宏书，王结良.变色材料的研究进展[J]. 兵器材料科学与工程.2011，34（3）：87-89.

[13]方东根，沈雷.智能服装材料研究概述[J].针织工业，2016，44（1）：34-38.

[14]Tao X.Handbook of Smart Textiles[J]. Springer，

2015.

[15]沈月庆，陆春华，许仲梓.光致变色材料的研究与应用[J].材料导报，2005，19（10）：31-35.

[16]陶肖明，张兴祥.智能纤维的现状与未来[J].棉纺织技术，2002，30（3）：139-144.

[17]Lendlein A，Kelch S.Shape-memory polymers [J].Angewandte Chemie International Edition， 2002，41（12）：2034-2057.

[18]何天白，胡汉杰.功能高分子与新技术[M].北京： 化工工业出版社，2001，178-181.

[19]郭茶秀，陈俊.相变储能材料的研究与应用新进展[J].安阳工学院学报，2006，20（2）：1-3.

[20]徐伟亮.常低温固-液相变材料的研制和应用[J]. 现代化工，1998，19（4）：14-16.

[21]杜文豪，张慧萍，晏雄.相变材料及其在纺织品中的应用与展望[J].产业用纺织品，2008，26（12）：36-39.

[22]Wright J R，Sloan M R，Evan K E.Tensile properties of helical auxetic structures：a numerical study[J].

Journal of Applied Physics，2010，108（044905）：1-8.

[23]杨丽.相变材料微胶囊的制备及在涂层和熔融纺丝中的应用[D].北京：北京服装学院，2007.

[24]叶锋，曲江兰，仲俊喻，等.相变储热材料研究进展[J].过程工程学报，2010，10（6）：1231-1238.

[25]史永基，曹慧敏，等.智能材料和智能结构—形状记忆材料[J].传感器世界，2010，16（9）：6-11.

[26]丁希凡.形狀记忆材料在纺织服装中的应用[J]. 纺织科技进展，2004，26（1）：26-28.

[27]张静.形状记忆聚合物及其在智能纺织品中的应用[J].上海纺织科技，2004，32（2）：1-2.

[28]钱军.智能凝胶高分子材料在纺织中的运用[J].中国纤检，2008，（11）：72-73.

[29]李倩，徐军.智能凝胶在纺织服装领域的应用[J]. 合成纤维，2007，（3）：26-28.

[30]周铭，杜赵群.负泊松比结构纺织材料的研究进展[J].纺织学报，2014，35（2）：99-106.

[31]田莳，徐永利.智能材料系统和结构中的压电材料[J].功能材料，1996，27（2）：103-108.

[32]马艳丽，刘茜，刘玮.用于智能纺织品的柔性传感器研究进展[J].传感器与微系统，2015，34（4）：1-3.

[33]杨璇.电致发光服装的现状分析及未来展望[J]. 大众文艺，2014，59（6）：79.

[34]Deflin E，钱和生，黎明校.发光纤维织物—一种新型的柔性显示器[J].国外纺织技术，2002，（11）： 4-7.

[35]刘汉辉.光电技术在纺织中的应用[J].产业用纺织品，2012，（14）：130.

[36]Hwang K J，Lin T T.Effect of morphology of polymeric membrane on the performance of cross-flow microfiltration[J].Journal of Membrane Science，2002，199（1-2）：41-52.

[37]王晓峰，王大志，梁吉，等.双电层电容器及其复合电源系统的研制[J].电子学报，2002，30（8）：1100-1103.

[38]李昕.电子智能纺织品的研究进展[J].轻纺工业与技术，2013，44（12）：51-53.

[39]丁永生.智能服装理论与应用[M].北京：科学出版社，2013，5-7.

[40]黄雅婷.光伏纺织品[J].印染，2015，（5）：55-57.

[41]魏守一，李胜利.健康监护用智能服装研究新进展[J].中国医疗器械信息，2009，15（9）：18-23.

[42]Van Der Werff L，Kyratzis I L，Robinson A， et al.Thermochromic composite fibres containing liquid crystals formed via melt extrusion [J].Journal of Materials Science，2013，48（14）： 5005-5011.

[43]高燕.热致变色微胶囊的制备及在纺织上的应用研究[D].上海：东华大学，2015.2-3.

[44]王黎明，沈勇，彭慧静.智能型防护纺织品的开发与应用[J].上海纺织科技，2009，37（12）：3-4.