剛剛在美國落幕的3場產業用功能性紡織品前瞻技術討論會，主題分別為“智能型電子紡織品市場展望”、“產業用紡織品技術拓展升級”、“先進材料與納米技術”。產業用紡織品正在朝著高科技功能性及可持續性方向發展，會議請來專業人士對功能性紡織品的最新技術及課題進行詮釋，例如將紡織品與微電子相結合，將生命體征監測技術與T恤相融合，實現心電圖檢測儀的植入，給用戶提供檢測和反饋，這是醫療與健身領域生命體監測的一項重要成果；在減輕患者手術中或手術後凝血危險的壓力襪子上麵裝有可以調整電池供電的手持設備，患者可以自行對襪子進行調控；將培育出的碳納米管“森林”用管軸碾成納米管網，然後在其表麵噴塗粉末，這些納米管網隨即旋轉加撚成紗，再與棉或毛紗混織，形成導電性能優異的超導紡織品。本報特將其中受關注程度最高的專家理論與實踐成果展現給讀者。
電子智能紡織品連接虛擬與現實
□ 美國弗吉尼亞理工大學紡織實驗室主任 湯姆
最近對我較為深刻的影響是，將電子智能紡織品作為銷售服務的一種手段，而不是僅把其看作一個產品。就像過去的手機公司，他們所賺取的利潤並不主要來自於手機本身，他們用低於手機成本的價格來銷售手機，然後通過提供充電服務來獲取利潤。
如今最令人感到興奮的是紡織品能夠具備感知外界環境的變化或刺激並作出反應的能力，特別是傳感器和計算設備整合成的紡織品可用於製造智能服裝，以及家庭和辦公家具的外罩，它們能夠感知我們的存在，監視我們的健康，了解我們每一個人的需求和動態。
同一時間執行多個應用程序
電子智能紡織品在美國市場需求潛力不容小視。過去由於投入太大，幾乎所有的可穿戴式電腦都沒有融入服裝、硬殼背包或皮帶式應用設備。然而，隨著電子智能紡織品的出現，我們可以讓穿戴式智能設備融入到服飾中，例如美國麻省理工學院的科學家正在嚐試把電話和電腦等電子裝置嵌入服裝。
市場需要一種可以在同一時間執行多個應用程序的電子智能紡織品，而不是那些隻有單一用途、實用性能有限的紡織品。就像早期的手機時代，19世紀80年代的手機體積龐大且功能單一，但今天的手機是時尚和多種功能相結合的。
朝著這個願景，我們正在致力於開發硬件和軟件技術，讓一種紡織品可以同時擁有多個應用程序，並且可以加入新的應用程序，且無須重新設計就可以輕鬆地進行修改。此外，我們也正在設計開發電子智能紡織品的模擬環境。不久的將來，電子智能紡織品在體育、家庭健康監測、應激反應和個人防護裝備等領域有可能會出現強勁增長。
電子智能紡織品在這些應用領域可以給用戶提供檢測和反饋，如英國一家公司開發出了一種能持續監測穿著者心電圖和心率的智能T恤。該產品是將紡織品與微電子相結合，將生命體征監測技術與T恤相融合，實現心電圖檢測儀的植入。與T恤相連的是一件輕巧的帶有SD儲存卡的測量元件，可方便地握於手中或置於T恤的口袋中。實時數據存儲在SD卡中，然後通過藍牙發送給筆記本電腦。這種移動設置使用便利，無須與固定的心電圖測試儀相連，避免了繁多的連接線，可跟隨穿著者靈活移動，監測能力提升，是醫療與健身領域生命體監測的一項重要成果。由於好處明顯，大多數人還是願意承擔其中的較高成本的。
作為銷售服務的一種手段
最近對我較為深刻的影響是，將電子智能紡織品作為銷售服務的一種手段，而不是僅把其看作一個產品。就像過去的手機公司，他們所賺取的利潤並不主要來自於手機本身，他們用低於手機成本的價格來銷售手機，然後通過提供充電服務來獲取利潤。
其實電子智能紡織品也有類似的機會。例如，去年在丹麥召開的“未來紡織專家峰會”上，與會者最感興趣的是一件T恤衫，這種T恤可以改變顯示模式。其實這個例子僅僅是一個概念，因為這種產品需要的紗線技術還尚未開發出來。但如果它是可用的，那麽一家服裝公司除了銷售襯衫，還可以銷售新設計的襯衫顯示模式，而不再是僅一次性出售襯衫而獲得利潤。這樣的商業模式也提高了可持續發展，因為客戶可以通過簡單地購買新的設計模式來更新自己的衣櫥。
科學家今後將研製的數字服飾是：柔軟的屏幕就像絲綢一般爽滑和亮麗，小巧的按鍵類似扣子一樣精致，還有設計成裝飾品的光電池，被淡化成一隻口袋或者一片綴飾。數字服飾的目標是“增強現實”，即加強現實世界與虛擬世界的結合，它就像是給現實世界的正常景象加上了一個菜單，人們通過這個菜單，無論何時何地都可以自由溝通信息。
細胞增大劑織物配合軍需與民用
□ 美國先進技術紡織品有限公司總裁 大衛
公司正在專注於醫療領域的開發，我們開發了一種為糖尿病患者設計的壓縮襪子，這款襪子可以減輕患者在手術中或手術後凝血的危險。該產品同樣也是使用了有細胞增大劑材料的紡織品，不僅如此，我們還將傳感器融入到了紡織品中。
我們公司開始主要是從事軍用紡織品的，但如今已經深深感受到多元化發展的必要性，因為軍用紡織品這一市場已經開始逐漸萎縮。公司現在對民用方麵有了很大的興趣。這就好比是一家流行的內衣公司，現在不完全隻做內衣，他們還會為服裝製造商開發新款皮帶。技術的發展來來回回，這將加強現有的平台或創建新的品牌。無論是醫療、工業或軍事，各個領域的解決方案其實是可以互通的。
通過拉伸變粗提高防爆性能
公司開發了一種使用細胞增大劑材料的紡織品，這種織物包裹著彈性體，在壓力之下，它是可以動起來的，並以一定的方式創建出一個負的泊鬆比（泊鬆比是材料橫向應變與縱向應變比值的絕對值，也叫橫向變形係數，它是反映材料橫向變形的彈性常數）。
我們可以控製這款織物每米動的次數以及角度，因此可以操縱它的運動。當你拉長它時，將得到較小或較薄的材料（正泊鬆比）。但在爆炸中，它是會變“胖”的，因為它的規模在擴大，這就是一個負的泊鬆比。其規模擴大後，依然能夠緩解能量，且不會失去完整性。
使用了細胞增大劑的紡織品可以用來製造防爆材料，可抵抗多重炸彈衝擊波，其伸展時會變厚。這與我們的日常經驗相反，例如一條普通的跳繩拉長時會變細。但如果將它和一條更硬的繩纏在一起，然後一起拉伸，後者將會變緊，而跳繩則會裹住它。這樣，這對繩子就會變粗。大多數防爆材料無法抵擋爆炸衝擊波的能量，然而這種材料卻能變厚，以抵抗衝擊波，然後又回到原來的狀態。
傳感器融入帶來更多壓縮空間
目前公司正在專注於醫療領域的開發，我們開發了一種為糖尿病患者設計的壓縮襪子，這款襪子可以減輕患者在手術中或手術後凝血的危險。這款產品同樣也是使用了有細胞增大劑材料的紡織品，不僅如此，我們還將傳感器融入到了紡織品中。
壓縮襪通常穿脫比較困難。這款襪子則不會發生這一問題，其在腳的不同部分提供適當的、可變的壓縮，壓縮襪包括脛骨、小腿肚、足背、趾部、踵部和足底部分，其特征在於所述部分分別可經受適當的壓縮，脛骨、小腿肚、足背和足底部分以高彈性紗線作為彈性線、以單層覆蓋有基於聚氨酯的長纖維或長纖維共聚物纖維的紗芯作為內線編織而成。襪子上還有可以調整電池供電的手持設備，患者能自行對襪子進行調控。公司對襪子還進行了一些調控，讓其底部和部分頂部能夠產生更多的壓縮空間。我們希望在年底可以交付原型，並直接進入測試。大約明年這個時候，產品就會在市場上出現。
不同領域之間是緊密相連的，一個領域的新產品肯定會對其他領域產生影響。前陣子，美國中央研究中心希望我們公司對頭盔、手套和靴子進行改善。在民用方麵，頭盔主要是為了運動者而設計，但是頭盔也可以為軍隊設計，這也就意味著，若是我們成功改善了橄欖球頭盔，也可以直接送到軍隊去。
碳納米管材料直接用於非織造布
□ 美國北卡羅萊納州立大學 菲利普博士
德克薩斯大學納米技術中心教授先培育出一片碳納米管“森林”，用管軸將其碾成一個50納米厚的納米管網，然後在其表麵噴塗粉末。納米管網的空隙困住了粉末，使其無法自由行動。這些納米管網隨即旋轉加撚成紗，再與棉或毛紗混織，形成導電性能優異的超導紡織品。
由於納米纖維具有驚人的潛在應用，致使碳納米管的研究最近受到了大量關注。通過對碳納米管的研究，科學家們看到了其驚人的剛度、強度、導熱性、電氣性和高比表麵積。雖然碳納米管這種材料還未在紡織行業製造出有深遠影響的產品，但是現在有了新的變化，因為有了新的方法生產高縱橫比的碳納米管，並有望將它直接用於非織造布。
濕法非織造布法生產“巴基紙”
碳納米管是一種具有特殊結構的一維量子材料。碳納米管主要由呈六邊形排列的碳原子構成數層到數十層的同軸圓管。
使用碳納米管可製造複合材料，可通過取向碳納米管薄膜的層層固態組裝製備高強度、高導電及可折疊的碳納米管膜。此製備過程工藝簡單，隻需將碳納米管薄膜從陣列中連續拉出，後經纏繞而成。在碳納米管薄膜纏繞的過程中，通過噴霧法引入聚合物，得到高碳納米管含量的聚合物複合材料。該複合材料呈現出比碳纖維複合材料更優異的力學性能和導電性能。其可在國防、航空航天、空氣和水過濾等領域使用。
此外，使用碳納米管為原材料生產紡織品是一個可行方法，可使用一種常見的工藝，生產方法類似於生產濕法非織造布。首先將碳納米管材料分散在適當的溶劑中，然後用機械攪拌。接著對溶液進行過濾，最後產生的織物通常被稱為“巴基紙”。這種生產方法主要有兩個缺點：一個是短碳納米管在溶劑中未必能夠得到充分的分散。二是開發過程中，溶劑幹燥管之間的毛細管力易對碳納米管材料產生影響。但現在這兩個問題已有解決方案。
導電性可與金屬半導體相媲美
碳納米管擁有非常優秀的導電性能。通過控製碳納米管的尺寸與結構，可使得它們的導電性能與金屬或半導體相媲美。科學家們如今正在嚐試使用碳納米管製造智能紡織品。
斯坦福大學的研究小組人員將碳納米管製成“墨水”。將織物浸泡於這種“墨水”中，碳納米管附著於織物表麵，交錯的纖維為電流形成導電的通路，使織物呈現出良好的導電性能。即使將織物折疊、彎曲或是洗滌，碳納米管也不會脫落。這種新型織物可以儲存能量，可用作“紡織電池”，其質輕價廉，可迅速充、放電。
德克薩斯大學納米技術中心教授解決了為纖維鍍粉末這一問題。該教授先培育出一片碳納米管“森林”，用管軸將其碾成一個50納米厚的納米管網，然後在其表麵噴塗粉末。納米管網的空隙困住了粉末，使其無法自由行動。這些納米管網隨即旋轉加撚成紗，再與棉或毛紗混織，形成導電性能優異的超導紡織品，它不僅耐洗耐揉搓，還擁有自潔功能。
電子智能紡織品連接虛擬與現實
□ 美國弗吉尼亞理工大學紡織實驗室主任 湯姆
最近對我較為深刻的影響是，將電子智能紡織品作為銷售服務的一種手段，而不是僅把其看作一個產品。就像過去的手機公司，他們所賺取的利潤並不主要來自於手機本身，他們用低於手機成本的價格來銷售手機，然後通過提供充電服務來獲取利潤。
如今最令人感到興奮的是紡織品能夠具備感知外界環境的變化或刺激並作出反應的能力，特別是傳感器和計算設備整合成的紡織品可用於製造智能服裝，以及家庭和辦公家具的外罩，它們能夠感知我們的存在，監視我們的健康，了解我們每一個人的需求和動態。
同一時間執行多個應用程序
電子智能紡織品在美國市場需求潛力不容小視。過去由於投入太大，幾乎所有的可穿戴式電腦都沒有融入服裝、硬殼背包或皮帶式應用設備。然而，隨著電子智能紡織品的出現，我們可以讓穿戴式智能設備融入到服飾中，例如美國麻省理工學院的科學家正在嚐試把電話和電腦等電子裝置嵌入服裝。
市場需要一種可以在同一時間執行多個應用程序的電子智能紡織品，而不是那些隻有單一用途、實用性能有限的紡織品。就像早期的手機時代，19世紀80年代的手機體積龐大且功能單一，但今天的手機是時尚和多種功能相結合的。
朝著這個願景，我們正在致力於開發硬件和軟件技術，讓一種紡織品可以同時擁有多個應用程序，並且可以加入新的應用程序，且無須重新設計就可以輕鬆地進行修改。此外，我們也正在設計開發電子智能紡織品的模擬環境。不久的將來，電子智能紡織品在體育、家庭健康監測、應激反應和個人防護裝備等領域有可能會出現強勁增長。
電子智能紡織品在這些應用領域可以給用戶提供檢測和反饋，如英國一家公司開發出了一種能持續監測穿著者心電圖和心率的智能T恤。該產品是將紡織品與微電子相結合，將生命體征監測技術與T恤相融合，實現心電圖檢測儀的植入。與T恤相連的是一件輕巧的帶有SD儲存卡的測量元件，可方便地握於手中或置於T恤的口袋中。實時數據存儲在SD卡中，然後通過藍牙發送給筆記本電腦。這種移動設置使用便利，無須與固定的心電圖測試儀相連，避免了繁多的連接線，可跟隨穿著者靈活移動，監測能力提升，是醫療與健身領域生命體監測的一項重要成果。由於好處明顯，大多數人還是願意承擔其中的較高成本的。
作為銷售服務的一種手段
最近對我較為深刻的影響是，將電子智能紡織品作為銷售服務的一種手段，而不是僅把其看作一個產品。就像過去的手機公司，他們所賺取的利潤並不主要來自於手機本身，他們用低於手機成本的價格來銷售手機，然後通過提供充電服務來獲取利潤。
其實電子智能紡織品也有類似的機會。例如，去年在丹麥召開的“未來紡織專家峰會”上，與會者最感興趣的是一件T恤衫，這種T恤可以改變顯示模式。其實這個例子僅僅是一個概念，因為這種產品需要的紗線技術還尚未開發出來。但如果它是可用的，那麽一家服裝公司除了銷售襯衫，還可以銷售新設計的襯衫顯示模式，而不再是僅一次性出售襯衫而獲得利潤。這樣的商業模式也提高了可持續發展，因為客戶可以通過簡單地購買新的設計模式來更新自己的衣櫥。
科學家今後將研製的數字服飾是：柔軟的屏幕就像絲綢一般爽滑和亮麗，小巧的按鍵類似扣子一樣精致，還有設計成裝飾品的光電池，被淡化成一隻口袋或者一片綴飾。數字服飾的目標是“增強現實”，即加強現實世界與虛擬世界的結合，它就像是給現實世界的正常景象加上了一個菜單，人們通過這個菜單，無論何時何地都可以自由溝通信息。
細胞增大劑織物配合軍需與民用
□ 美國先進技術紡織品有限公司總裁 大衛
公司正在專注於醫療領域的開發，我們開發了一種為糖尿病患者設計的壓縮襪子，這款襪子可以減輕患者在手術中或手術後凝血的危險。該產品同樣也是使用了有細胞增大劑材料的紡織品，不僅如此，我們還將傳感器融入到了紡織品中。
我們公司開始主要是從事軍用紡織品的，但如今已經深深感受到多元化發展的必要性，因為軍用紡織品這一市場已經開始逐漸萎縮。公司現在對民用方麵有了很大的興趣。這就好比是一家流行的內衣公司，現在不完全隻做內衣，他們還會為服裝製造商開發新款皮帶。技術的發展來來回回，這將加強現有的平台或創建新的品牌。無論是醫療、工業或軍事，各個領域的解決方案其實是可以互通的。
通過拉伸變粗提高防爆性能
公司開發了一種使用細胞增大劑材料的紡織品，這種織物包裹著彈性體，在壓力之下，它是可以動起來的，並以一定的方式創建出一個負的泊鬆比（泊鬆比是材料橫向應變與縱向應變比值的絕對值，也叫橫向變形係數，它是反映材料橫向變形的彈性常數）。
我們可以控製這款織物每米動的次數以及角度，因此可以操縱它的運動。當你拉長它時，將得到較小或較薄的材料（正泊鬆比）。但在爆炸中，它是會變“胖”的，因為它的規模在擴大，這就是一個負的泊鬆比。其規模擴大後，依然能夠緩解能量，且不會失去完整性。
使用了細胞增大劑的紡織品可以用來製造防爆材料，可抵抗多重炸彈衝擊波，其伸展時會變厚。這與我們的日常經驗相反，例如一條普通的跳繩拉長時會變細。但如果將它和一條更硬的繩纏在一起，然後一起拉伸，後者將會變緊，而跳繩則會裹住它。這樣，這對繩子就會變粗。大多數防爆材料無法抵擋爆炸衝擊波的能量，然而這種材料卻能變厚，以抵抗衝擊波，然後又回到原來的狀態。
傳感器融入帶來更多壓縮空間
目前公司正在專注於醫療領域的開發，我們開發了一種為糖尿病患者設計的壓縮襪子，這款襪子可以減輕患者在手術中或手術後凝血的危險。這款產品同樣也是使用了有細胞增大劑材料的紡織品，不僅如此，我們還將傳感器融入到了紡織品中。
壓縮襪通常穿脫比較困難。這款襪子則不會發生這一問題，其在腳的不同部分提供適當的、可變的壓縮，壓縮襪包括脛骨、小腿肚、足背、趾部、踵部和足底部分，其特征在於所述部分分別可經受適當的壓縮，脛骨、小腿肚、足背和足底部分以高彈性紗線作為彈性線、以單層覆蓋有基於聚氨酯的長纖維或長纖維共聚物纖維的紗芯作為內線編織而成。襪子上還有可以調整電池供電的手持設備，患者能自行對襪子進行調控。公司對襪子還進行了一些調控，讓其底部和部分頂部能夠產生更多的壓縮空間。我們希望在年底可以交付原型，並直接進入測試。大約明年這個時候，產品就會在市場上出現。
不同領域之間是緊密相連的，一個領域的新產品肯定會對其他領域產生影響。前陣子，美國中央研究中心希望我們公司對頭盔、手套和靴子進行改善。在民用方麵，頭盔主要是為了運動者而設計，但是頭盔也可以為軍隊設計，這也就意味著，若是我們成功改善了橄欖球頭盔，也可以直接送到軍隊去。
碳納米管材料直接用於非織造布
□ 美國北卡羅萊納州立大學 菲利普博士
德克薩斯大學納米技術中心教授先培育出一片碳納米管“森林”，用管軸將其碾成一個50納米厚的納米管網，然後在其表麵噴塗粉末。納米管網的空隙困住了粉末，使其無法自由行動。這些納米管網隨即旋轉加撚成紗，再與棉或毛紗混織，形成導電性能優異的超導紡織品。
由於納米纖維具有驚人的潛在應用，致使碳納米管的研究最近受到了大量關注。通過對碳納米管的研究，科學家們看到了其驚人的剛度、強度、導熱性、電氣性和高比表麵積。雖然碳納米管這種材料還未在紡織行業製造出有深遠影響的產品，但是現在有了新的變化，因為有了新的方法生產高縱橫比的碳納米管，並有望將它直接用於非織造布。
濕法非織造布法生產“巴基紙”
碳納米管是一種具有特殊結構的一維量子材料。碳納米管主要由呈六邊形排列的碳原子構成數層到數十層的同軸圓管。
使用碳納米管可製造複合材料，可通過取向碳納米管薄膜的層層固態組裝製備高強度、高導電及可折疊的碳納米管膜。此製備過程工藝簡單，隻需將碳納米管薄膜從陣列中連續拉出，後經纏繞而成。在碳納米管薄膜纏繞的過程中，通過噴霧法引入聚合物，得到高碳納米管含量的聚合物複合材料。該複合材料呈現出比碳纖維複合材料更優異的力學性能和導電性能。其可在國防、航空航天、空氣和水過濾等領域使用。
此外，使用碳納米管為原材料生產紡織品是一個可行方法，可使用一種常見的工藝，生產方法類似於生產濕法非織造布。首先將碳納米管材料分散在適當的溶劑中，然後用機械攪拌。接著對溶液進行過濾，最後產生的織物通常被稱為“巴基紙”。這種生產方法主要有兩個缺點：一個是短碳納米管在溶劑中未必能夠得到充分的分散。二是開發過程中，溶劑幹燥管之間的毛細管力易對碳納米管材料產生影響。但現在這兩個問題已有解決方案。
導電性可與金屬半導體相媲美
碳納米管擁有非常優秀的導電性能。通過控製碳納米管的尺寸與結構，可使得它們的導電性能與金屬或半導體相媲美。科學家們如今正在嚐試使用碳納米管製造智能紡織品。
斯坦福大學的研究小組人員將碳納米管製成“墨水”。將織物浸泡於這種“墨水”中，碳納米管附著於織物表麵，交錯的纖維為電流形成導電的通路，使織物呈現出良好的導電性能。即使將織物折疊、彎曲或是洗滌，碳納米管也不會脫落。這種新型織物可以儲存能量，可用作“紡織電池”，其質輕價廉，可迅速充、放電。
德克薩斯大學納米技術中心教授解決了為纖維鍍粉末這一問題。該教授先培育出一片碳納米管“森林”，用管軸將其碾成一個50納米厚的納米管網，然後在其表麵噴塗粉末。納米管網的空隙困住了粉末，使其無法自由行動。這些納米管網隨即旋轉加撚成紗，再與棉或毛紗混織，形成導電性能優異的超導紡織品，它不僅耐洗耐揉搓，還擁有自潔功能。
