智能可穿戴纺织技术知多少?

  为深入实施创新驱动发展战略,中国纺织工业联合会在全行业先后开展了“纺织技术创新示范企业”、“纺织行业重点实验室”、“纺织技术创新中心”认定工作。此次高训班期间,为进一步促进校企之间的合作,搭建产学研科技创新成果交流平台,推动行业科技进步和高质量发展,中纺联科技发展部还组织举办了纺织技术创新交流活动(武汉)暨智能可穿戴纺织品技术沙龙,高训班学员和与会专家学者、企业及院校代表们一起充分探讨了智能可穿戴技术发展。

  智能纺织技术是过去20年发展起来的一门新兴前沿技术,是化学、物理学、材料工程、电子工程、光电工程和纺织工程等多学科交叉、渗透、融合而成的结果。研究对象为具有传感、伺服、通讯、记忆、自适应、自修复、自供能量和学习等功能的纤维及其集合体器件,可按程序感知外部激励并作出响应。智能纺织与微电子集成而成的可穿戴系统有很多特点,如柔性、大变形、轻盈、大面积、时尚、舒适、不影响人或机器的活动与功能,容易维护保养、可实时在线长期使用等,既是具有颠覆性的科技,也是近年世界科研的热点之一。在机器人人机界面、大面积光电子器件和系统、交通运输、安全保护、智能物联网、智能城市、医疗保健、可穿戴器件和系统等工程领域具有较大优势。同时可采用安全绿色的功能材料,用成熟的机器设备和加工工艺在常温或较低温度和非真空条件下规模生产。

  香港理工大学智能可穿戴研究中心教授陶肖明:智能纺纱技术未来展望

  陶肖明教授及团队多年来深耕于智能纺织可穿戴科学与技术的研究与应用,在这一领域进行了许多开创性的工作。她就《功能和智能纱线技术研究的现状和展望》和《柔性智能纺织技术-结构、制备、表征和应用》作了报告。

  围绕当前功能和智能纱线技术研究的现状和展望,陶肖明以三个实例进行了详细的介绍,就如何提高企业竞争力、科技在企业的发展过程中扮演了怎样的角色等问题和学员展开了深入的探讨。同时就智能纺织的分类、制备过程、工艺、表征、器件及系统等做了详细的介绍。

  东华大学材料科学与工程学院教授王宏志:智能服装开发潜力大

  面向智能服装的一些功能材料,能否做成纤维形状?从可穿戴的这个角度来看,服装具有最为重要的生态能力。很多科技巨头预测,未来的可穿戴设备可能会化为无形,可能会跟服装结合在一起。智能服装开发潜力非常大,因为身体对外界环境的感知,都需要通过服装和传感器来感知。王宏志就《面向智能服裝的功能纤维》作了报告,详细介绍了智能变色、高效智能变形、柔性智能传感、能量转化与储存等内容,并结合实际应用进行了详细说明。

  王宏志介绍,TMT(科技、媒体和通信)行业评论家认为,智能服装的本质是将现实世界与虚拟世界结合,它就像给现实世界的传统服饰加上一个菜单,人们通过这个菜单可以连接互联网与现实场景,达成自由沟通。他以军服为例说明,随着科技的发展,未来智能军服可能集能源、传感、管理、反馈、时尚等功能为一体。而当前人工智能、大数据和云计算的深度融合,它们之间的信息交换与共享为智能服装提供了强大的技术依托和数据支撑。未来智能服装的多样性或许超出人们的想象,智能化的服装日后甚至能够感知到主人的喜怒哀乐,并与周围环境互动。

  武汉纺织大学教授王栋:纤维基电子皮肤让人体更舒适

  人体最大的器官包在身体表面,直接同外界环境接触,具有保护、呼吸、调节体温和感受外界刺激等作用。而服装是人体的第二层皮肤,在服装基础之上,经过性能调节,能否得到具有与皮肤相似性质的电子皮肤呢?王栋就《纤维基柔性压力和生化传感材料的制备及应用》作了报告。

  王栋围绕人体的触觉功能、生化感知功能、舒适性等方面进行了详细的介绍。他说,研究室系统研究了纤维基电子皮肤的触觉功能、生化物质感知功能和舒适性,为提升电子皮肤性能提供了思路;阐明了纤维基压力传感材料的传感机制,提出了优化方案并实现高性能传感材料的设计制备;并提出了利用纤维基晶体管材料监测生化物质的方法,实现了对无机电解质、葡萄糖、乳酸和多巴胺等物质的痕量检测。最后他提出未来纺织材料的编织集成方式,可能使其拥有获得多功能、舒适性的空间。

  中国科学院深圳先进技术研究院仿生触觉与智能传感研究中心副研究员常煜:可穿戴触觉传感织物呵护人体健康

  常煜就《可穿戴触觉传感织物及其在医疗健康中的应用》作了报告。他介绍到,当前仿生触觉技术相较视觉和听觉而言,距离人体模拟真实触感仍存在较大的差距,触觉传感器可模拟人类皮肤触觉功能的柔性(压力)传感器,用以压力分析、纹理识别、形状识别等。

  常煜还详细介绍了其团队核心技术——柔性离电子传感机理。基于静电纺丝离子织物的压力传感织物,可通过导电织物电极+纳米离子织物功能材料实现微小压力的高灵敏检测;健康信息检测鞋可通过脉搏波监测心率、血流速度、血压、心血管健康情况、心理压力、突发心血管疾病等;主动供电压力传感织物可以输出电能并驱动电路的可穿戴器件,具有高柔韧、可抛弃、无需电池的特点,将软电池与柔性传感技术相结合,研制出可以独立驱动电路的智能传感布料。

  记者手记

  纺织人的“热夏”

  这次课程的丰富程度超过了很多人的想象,每一次接触到新的领域和设备,大家都会有很多新奇与震惊,也深知技术和企业的发展离不开产业链各个环节的研发与投入,包括科研人员几十年如一日的研发、企业家的“起早摸黑”、工人们的兢兢业业、各环节的协同合作。站在车间里,纺织人的豪情油然而生!

  虽然一些课程的内容对于记者来说还需要时间消化,就像技术一样需要时间的积累和沉淀,然而每次和行业前辈的交流与学习,除了行业知识的获取,更有思维和想法的突破,这样的收获更是无价。

  正如培训班学员胡娜在朋友圈所说:“七月的武汉热得似火,相信每个来武汉的同学都领教了这份‘热情!但是,再汗流浃背也阻挡不了我们汲取知识的热情!”

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