（1）智能導電纖維連續化構筑及微結構調控
智能導電纖維具有柔軟、輕便、可編織等優點，打破了剛性電子器件的限制，然而，智能導電纖維內部結構復雜，其微結構難以調控及連續化制備，限制了智能導電纖維產業化應用。智能電子紡織品科研團隊2012年提出將石墨烯引入到紡織新材料的研究思路，提出“堿脫氧弱還原”和自由基接枝改性的高效分散方案，制備了石墨烯/再生纖維素復合纖維。針對傳統紡絲方法難以制備多元結構纖維的問題，提出了微流控與濕法紡絲相結合的創新思路，構建了可圖案化紡絲通道的微流控連續化紡絲體系（圖1，Carbon 2019, 152，106-113），揭示了微通道結構設計對纖維非對稱結構的影響機制，紡制了結構豐富、多元化的功能纖維，微流控纖維在200%伸長率下GF值達450，實現了智能導電纖維連續化構筑。微流控紡絲對智能導電纖維連續化構筑及微結構調控具有廣泛的適用性，為智能電子紡織品制備加工提供重要的技術支撐和理論指導。
圖1. 微流控紡絲凝固成纖的演化規律（a）微流控纖維結構調控，（b）微流控芯片及微流體，（c）不同結構纖維力學性能。
（2）智能電子紡織品結構設計與傳感構效關系
圖2. 應變不靈敏性能的仿生結構高彈性導電纖維（a）制備工藝示意圖，（b）SEM圖，（c）外力場作用下電阻變化，（d）與常規導電纖維電阻響應對比。
（3）運動與健康多模態智能電子紡織品應用探索
圖3. 雙感知電子織物（a）包纏紗結構拉力傳感器和電極織物制備，（b）跆拳道應用示意圖，（c）雙感知電子織物示意圖，（d）拉伸-電阻變化曲線，（e）壓力-電容變化曲線。
（1）超拉伸應變不靈敏型導電纖維
圖4 可逆性液態金屬電子織物的制備及應用
（2）電阻式智能壓感電子織物
在山東省重大科技創新工程等項目資助下，通過“全紡織基”柔性傳感結構構筑，自主研發了柔性紡織基多功能傳感器件（圖5，一種壓力感知智能織物及其制備方法和應用ZL 202011220793.X）。該技術首次提出了“全紡織基”柔性傳感陣列新結構概念，實現了壓阻式傳感陣列的超大面積織物力學（壓力、拉力）傳感，并進一步通過織物組織結構與紡織面料優化設計賦予傳感器件良好柔軟、透氣、導濕等功能特點。該項產品技術整體水平達國際先進，壓力感知范圍可達100kg，響應時間低于50ms，可廣泛應用于智能醫療床墊、力感知服裝及鞋墊等系列高端紡織產品。相關產品可服務于各類人群，其中智能醫療床墊可為監測人體睡眠狀態，給予人體睡眠姿態調整建議，提升人們睡眠質量；力感知服裝及鞋墊可滿足運動員健身愛好者的步態或腳步受力分析，為其運動狀態及運動能力的提升提供可靠建議。相關技術與產品可廣泛應用于智能坐墊、智能床墊等智能家居及交通駕駛等應用場景，為人們的休息、睡眠及工作狀態等提供合理的分析與評價監測。
圖5 全紡織基壓力傳感陣列柔性器件
（3）多模態感知智能壓力織物
圖6. 三維織物基傳感器的預警系統
挑戰與機遇
對于深耕智能紡織品交叉學科領域的高校科研人員，在科研和成果轉化工作中面臨還面臨諸多問題：一是消費者對智能紡織品的認知度和接受度不高，當前智能紡織品市場還處于初級起步階段，雖然經歷了科技冬奧、谷歌華為等行業巨頭的產品概念宣傳，但在廣大消費者群體中還未形成廣泛的消費意識；二是多學科交叉融合問題，智能紡織品研究是一個非常復雜的系統工程，是由紡織、材料、電子甚至計算機、軟件編程等學科交叉融合而成，但目前成熟的產品技術推廣與創制依然面臨著缺乏多學科融合、交流合作的問題；三是從樣品到商品仍存在壁壘。高校實驗室制備的往往僅能達到樣品層級，而企業往往對“樣品”信心不足，高校確沒有“產品”的生產能力，因此“樣品-產品-商品”成果轉化的必由之路不是很通暢。對于智能電子紡織品更是需要多學科團隊的聯合攻關以實現“產品”落地，讓更多的企業接受“產品”，從而真正實現“商品”突破。
《指導意見》中明確提到了“加大智能紡織品開發推廣”，為智能紡織品科研高校和企業指明了方向，其中“開發推廣體育運動、醫療健康、安全防護用智能可穿戴產品，拓展智能紡織品應用領域”也指明了研究課題。當下國家相關部門也逐步關注到了智能紡織品在體育運動、醫療健康、安全防護方面的應用前景與優勢，結合我國老齡化速度加快的社會熱點問題及主動健康醫療等“健康中國”戰略，智能紡織品未來在上述相關領域將大有可為。
最后，《指導意見》中提到了五個方面的保障措施：成果轉化政策支持、產業用紡織品公共服務平臺建設、人才隊伍建設、跨行業交流、行業協會協調推動。這幾方面的保障對高校科研工作者意義重大，一系列的保障措施保證了科研工作者們能更好地開展科技創新、促進行業發展、服務國家社會。
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資 料
來 源
中國產業用紡織品行業協會
整編：徐瑤
文章來源：長垣市職業裝產業發展中心
