智能材料在纺织中的应用.pdf

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· 06 · 2003 年 12 月
智能材料在纺织中的应用
杜密宇万振江
(西安工程科技学院西安 710048)
1 智能材料[1 ] 些信号, 是迄今为止发展最为成熟的纤维传感器。
以最恰当的方式响应环境变化, 并根据环境变美国佐治亚州理工学院将塑料光纤传感器植入
化自我调节, 显示自己功能的材料称之为智能材衬衣, 利用 fabry perot 型传感器可以探测某个部位
料。智能材料应具有一些生物体才有的功能, 如传信号, 研制成了具有“知觉”的“聪明的 T 恤”,
感、判断、处理、执行乃至自预警、自修复、刺激它可以协助医务人员探测病人心跳、体温、血压、
响应等。作为智能材料必须具备以下特征: 呼吸等生理指标, 也可由监测人员了解和掌握运动
(1) 感应(Sense) : 智能材料的第一特征是对员、宇航员、飞行员的身体情况, 防止婴儿在睡眠
环境有感应, 对环境因素变化敏感, 并能及时反时因窒息而死亡。如士兵穿上这种 T 恤, 一旦中
馈, 给出下一响应。弹受伤, T 恤被击穿, T 恤中的光信号便不能传至
(2) 识别( Indentification) : 在材料感应环境另一端, 而会传回后方的“个人状态监测器”, 医
变化后, 自身能进行识别, 对影响因素能加以区务人员便会据此知道伤员情况, 按情况派人前往救
别, 以便进行下一步动作。援。
调控(Adjust) : 在感应和识别之后, 智能材加拿大 Tactex Controls 公司推出一种压力敏感
料能够对环境的变化进行调整自身的条件或进行修织物, 该织物通过将光纤传感器的网络植入泡沫中
正, 以便适应因环境变化带来的影响。制成, 可以监测织物所受压力情况。美国 Drexel
2 智能纺织品大学将采用导电聚合物为包敷层的光纤传感器植入
智能纺织品就是较之普通的纺织品具有更多功织物, 希望用于战场上生化物质的探测。
能的纺织品。其智能化来自于织物纤维的智能化或 2 1 2 形状记忆纤维
织物中加入的特殊成分, 这些特殊成分可以是电子形状记忆纤维是指热成型时(一次成型) , 能
装置、特殊构造的聚合物甚至可以是着色剂。特殊记忆外界赋予的形状(初始形状) , 冷却时可任意
成分的加入虽然使产品成本有所增加, 但附加值增形变, 并在更低的温度下将此形变固定下来(二次
加得更大, 因此针对不同要求研究开发适合不同环成型) , 当再次加热时能可逆的恢复原始形状的纤
境条件下的智能纺织品是十分必要的。维。最普遍的形状记忆纤维是镍钛合金纤维。
2 1 智能纤维目前, 形状记忆合金纤维已被用于智能结构、
智能纤维是指能够感知环境的变化或刺激, 如医疗矫形、防烫伤服装和新型记忆服装。如意大利
机械、化学、热、光、湿度、电和磁等, 并做出反一家服装公司发明了一种衬衣, 它毋须用熨斗熨
应的纤维。智能纤维包含有传感器、执行器和可能直, 当你觉得热时, 它还会自动卷起袖子。这种衣
含有的中央处理器, 具有传感、执行、调节、适应服的纤维是由尼纶和一种叫镍钛诺的合金物质织造
的功能[2 ] 。而成。当四周气温升至某一温度时, 袖子即可变
近年来, 智能纤维正以异乎寻常的速度发展