【集萃網(wǎng)觀察】

除了在應(yīng)用較為普遍的健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，我們還能在個(gè)人防護(hù)、娛樂(lè)、專(zhuān)業(yè)賽場(chǎng)、能源與交通等多種場(chǎng)合和領(lǐng)域見(jiàn)到智能紡織品的身影。

個(gè)人防護(hù)

（1）提升運(yùn)動(dòng)能力

美國(guó)科研機(jī)構(gòu)斯坦福國(guó)際研究院（SRI）開(kāi)發(fā)了一款名為Superflex的柔軟型機(jī)械外骨骼，其通過(guò)運(yùn)動(dòng)傳感器、加速傳感器和陀螺儀探測(cè)用戶四肢和身體的速度和角度，并據(jù)此對(duì)用戶的動(dòng)作進(jìn)行調(diào)整。

起初，Superflex外骨骼動(dòng)力服主要供軍方士兵使用，以減少受傷幾率并增強(qiáng)戰(zhàn)斗力，現(xiàn)其還可提供給因受傷或疾病而行動(dòng)不便的人群，幫助他們獲得更強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)能力。當(dāng)用戶需要Superflex的幫助時(shí)，只需啟動(dòng)電源，其就能精確的完成規(guī)定動(dòng)作，減少勞動(dòng)對(duì)身體造成的負(fù)擔(dān)。

（2）保障熱舒適性

智能紡織品在維持人體熱平衡方面發(fā)揮積極作用。新型智能紡織品——織物熱通量計(jì)（THF），可用于檢測(cè)、分析和監(jiān)測(cè)熱質(zhì)傳遞。其由熱電偶網(wǎng)絡(luò)組成（兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組裝而成），是一種基于紗線的傳感器，紗線本身作為傳感元件，因此適用于傳統(tǒng)的針織和機(jī)織工藝。

此外，相變材料（PCM）也為個(gè)人防護(hù)裝備溫度調(diào)節(jié)提供了一種智能解決方案，可廣泛用于防護(hù)服、手套和鞋類(lèi)等生理應(yīng)用范圍內(nèi)。

（3）減震防護(hù)

剪切增稠材料已成為智能減震器的首選。其一般由分散相和分散介質(zhì)組成，包括剪切增稠液和剪切增稠凝膠等。在常態(tài)下，剪切增稠材料十分柔軟，一旦遇到高速?zèng)_撞或擠壓，材料便變得堅(jiān)硬從而消化外力。當(dāng)外力消失后，材料會(huì)回復(fù)到最初的柔軟狀態(tài)，其擁有極強(qiáng)的吸收沖擊的能力。

目前，這類(lèi)材料已被引入個(gè)人防護(hù)裝備中，以防止彈道威脅和刺傷。如短道速滑等具有一定危險(xiǎn)性的比賽中，智能紡織品成為保護(hù)比賽選手的最后一道防線。美國(guó)Dow Corning（道康寧）公司開(kāi)發(fā)的“DEFLEXION”減震材料，其中TP系列常態(tài)下表現(xiàn)為織物，柔軟易彎折，但當(dāng)受到在撞擊時(shí)，有機(jī)硅分子會(huì)在撞擊點(diǎn)聚集，使織物堅(jiān)硬并起到護(hù)甲的作用。

情感滿足&娛樂(lè)體驗(yàn)

CuteCircuit公司推出的Hug Shirt?襯衫通過(guò)數(shù)碼印刷技術(shù)在襯衫中以流線型紋理設(shè)計(jì)嵌入了傳感器，用于捕捉觸摸的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間和位置，并再現(xiàn)擁抱時(shí)的感覺(jué)。其通過(guò)藍(lán)牙連接手機(jī)app和襯衫，像錄制影片一樣記錄擁抱時(shí)的相關(guān)參數(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或藍(lán)牙傳輸給遠(yuǎn)方同樣擁有該產(chǎn)品的親朋好友，重現(xiàn)擁抱觸感。襯衫支持多人同時(shí)實(shí)時(shí)擁抱。

除了Hug Shirt?襯衫，CuteCircuit公司還推出了SoundShirt襯衫，其配備了28個(gè)微型觸覺(jué)執(zhí)行器，可用于沉浸式體驗(yàn)音樂(lè)會(huì)、擁抱和視頻游戲，以期打造更加身臨其境的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，讓失聰群體可以通過(guò)觸覺(jué)感知音樂(lè)。

賽事成績(jī)

智能紡織品已成為大型體育賽事中提升運(yùn)動(dòng)員水平的一大助力。2017年，三星荷蘭分公司、荷蘭短道速滑隊(duì)主教練Jeroen Otter以及科學(xué)家Bjorn de Laat共同研發(fā)的SmartSuit智能滑冰服配備了5個(gè)傳感器以追蹤短道速滑運(yùn)動(dòng)員的身體姿勢(shì)。

教練和運(yùn)動(dòng)科學(xué)家可以在配套移動(dòng)端上實(shí)時(shí)查看運(yùn)動(dòng)員身體動(dòng)力學(xué)遙測(cè)數(shù)據(jù)。此外，SmartSuit套件可以與運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練期間佩戴的智能手環(huán)協(xié)同操作。如果教練需要在訓(xùn)練過(guò)程中發(fā)出某種指令，比如提醒運(yùn)動(dòng)員某些動(dòng)作不規(guī)范，可以通過(guò)應(yīng)用程序內(nèi)置功能讓智能手環(huán)產(chǎn)生振動(dòng)反饋。

能源與動(dòng)力

在安全環(huán)保能源及低碳減排的趨勢(shì)下，可再生能源問(wèn)題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在可再生能源的諸多應(yīng)用中，風(fēng)力發(fā)電因技術(shù)成熟、基礎(chǔ)設(shè)施良好、成本低廉而成為較有發(fā)展前景及發(fā)展較快的技術(shù)之一。尤其是隨著海上風(fēng)力發(fā)電廠的快速擴(kuò)建，大型渦輪機(jī)葉片得到快速發(fā)展。

在20年的預(yù)計(jì)使用壽命中，渦輪葉片會(huì)經(jīng)歷108次以上的載荷循環(huán)。在此期間，由于風(fēng)力、濕度、磨損、熱應(yīng)力、雷擊、疲勞等原因，葉片會(huì)出現(xiàn)纖維斷裂、裂紋、分層等多種損傷，這類(lèi)疲勞損傷會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的故障，因此準(zhǔn)確預(yù)測(cè)葉片的疲勞壽命是當(dāng)前面臨的一個(gè)難題。

使用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)（SHM）技術(shù)如成像超聲、X射線、熱成像、渦流掃描等，通常需要將目標(biāo)部件停用較長(zhǎng)時(shí)間以進(jìn)行損傷后的檢查和評(píng)估。常用于常規(guī)維護(hù)周期之外的部件SHM中；而聲發(fā)射（AE）法和光纖法等SHM技術(shù)雖然具有廣闊的應(yīng)用前景，但價(jià)格高昂且需要特殊的操作和分析技術(shù)，不適合渦輪葉片的SHM。與之相比，電阻測(cè)量法較為簡(jiǎn)單。碳纖維具有導(dǎo)電性，可以通過(guò)電學(xué)測(cè)量信號(hào)實(shí)時(shí)提供作用于材料的應(yīng)變和損傷信息。

渦輪葉片材料組成

此外，一些嵌入織物結(jié)構(gòu)的柔性光伏電池，可將其集成并制造柔性充電器、帳篷、遮陽(yáng)篷、日光膜等，以滿足消費(fèi)者日常需求。

市場(chǎng)上現(xiàn)有的大多數(shù)柔性充電設(shè)備都配備了基于非晶硅的CIGS（銅銦鎵硒）PV電池，通�？稍诼稜I(yíng)或劃船時(shí)使用，自動(dòng)便攜；光伏電池還可集成到行李箱中為電子設(shè)備充電；或集成在屋頂表面，作為屋頂光伏膜。與傳統(tǒng)的單晶或多晶PV電池相比，光伏膜質(zhì)量更輕，易于安裝，其柔性的特點(diǎn)能更好適應(yīng)復(fù)雜的屋頂形狀。

來(lái)源：國(guó)家紡織品開(kāi)發(fā)基地