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展望“智能”纺织品的未来

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2017-08-28 16:39【




智能纺织品的现状是什么?

最近纺织品产业和媒体多次讨论到“智能纺织品”。据印度一家市场研究公司评估,作为一种高科技纺织品,智能纺织品行业的总值到2020年将达47亿美元。鉴于智能纺织品行业2014年的总值不到10亿美元,其预期的增长将非常惊人——累积年增长率为30%。

麻省理工学院的校长,Rafael Reif博士,近日提及一个新成立的由多所大学、企业以及个人资助成立的非营利性组织——美国先进功能性织物联盟(AFFOA)。他分享了在麻省理工任教并担任AFFOA董事和CEO的Yoel Fink博士的一个设想:AFFOA所具有的潜力,可能是帮助智能纺织品的发展具有与摩尔定律类似的规律,称之为AFFOA定律,即研发智能纺织品的设备数量每12个月就增加一倍,这将创造一个前所未有的领域。它不仅仅是几个产品,而是一个全新的行业。

由于智能纺织品领域正在不断发展,还没有正式的定义,提出一个大胆的预测来衡量其增长规模可能不够成熟。然而,智能纺织品领域正处于受到投资者热切关注的阶段。政府也同样极为重视,并且给AFFOA 投入巨资,其首要目标是彻底改变美国的纺织制造业。




“智能”是什么意思

智能纺织品指的是那些非传统型的,具有交互功能的实现新的或者非商品性应用的纺织品。它的定义非常宽泛,涵盖各种具有不同附加值的纺织品。为设定一个准确的定义投入太多并没有多大意义。然而,由于智能纺织品才刚刚兴起,将有很多相关的分领域被吸纳进来中,从而更好地服务于这一领域。

想用一个普遍被业界接受的定义来恰当地归类智能纺织品将是一个很大的挑战。因为它将让新型先进纺织品的开发参与到从纤维到时尚产品的整个供应链中。囊括性的描述一下:智能纺织品是下一代先进纺织产品,其应用市场正逐渐被打开,或者从某种意义上来说,有待被发现。

智能纺织品具有的功能性使其具有主动的感知、形态变化或者自我保护的能力。其功能的分类非常宽泛,几乎可以包括所有具备先进功能以及应用性能得到增强的纺织品结构。现阶段的主要任务是让人们对智能纺织品有个被初步理解和认识;下一阶段的任务则集中在产品性能和应用程序的开发、相关标准体系的建立以及解决市场营销和贸易活动的开展问题。



特点和应用

具有先进功能的非传统纺织品不必强调其原材料或者制造工艺,而应该重点关注其本身具备的特性,如对刺激的响应及信息的反馈,以前的产品无法实现的应用。这类产品有配置了电子传感器用于检测人体生命体征的手腕带和背心、可以监控和调整动态压力水平的织物产品,以及可以测量环境温度并提供舒适温度的服装。

我们可以用其他方式来区分源自传统行业的智能纺织品。以纳米纤维为例,除了纤维直径在纳米级,它还具有很多为其增值的优点,如具有很大的比表面积但依然超轻。这一特性在过滤领域中非常有价值。不过根据之前给出的定义,因为它不具有应激反应性,所以它不是智能纺织品。但是,当纳米织物中含有金属氧化物催化剂后,它就具备分解有毒化合物的功能,成为自清洁型滤材。这种可以自我解毒的纳米过滤材料就可以说明传统纺织品与具备相应功能的智能纺织品的区别。



今后的任务

现在行业面临的重要任务是建立用于规范智能纺织品质量的标准,统一测试这些新增值应用的方法、量化指标、评估安全要求,以及确定其在销售和市场开发时所用的智能纺织品标识。

另外,由于智能纺织品属于新兴领域,因此在国际贸易中存在的问题亟需解决。其中,做好与世界海关组织的沟通,使产品符合有关海关法规的要求就变得十分重要。美国在智能纺织品研发领域较为领先,将成为出口市场的重要成员,因此海关问题的解决非常重要。为此,美国的行业协会如美国国际产业用纺织品协会(IFAI)、美国国家纺织组织委员会(NCTO)和非织造布工业协会(INDA)可以共同协作,在该领域达成共识并促进贸易。

美国和其他发达经济体,如欧盟国家,由于产品的质量在开发和出口纺织品方面具有优势。一些专业的标准化机构:如瑞士的国际标准化组织(ISO)和一些其他国家机构:如美国测试与材料协会(ASTM)、美国纺织品化学家及染色家协会(AATCC)、纸浆与造纸工业技术协会(TAPPI)已经制定了大量纺织品、纸浆、造纸的标准。对于非织造布,美国非织造布工业协会(INDA)和总部位于比利时的欧洲非织造布协会(EDANA)也已经制定了非织造产品的标准。智能纺织品也同样需要进行这样的工作。



一个创造性的接入口

由于智能纺织品通常是由一个或者多个非纺织品部件,如电子原件、有机和无机产品、仿生材料等组成的多种材料复合产品,。这一特点在制定智能纺织品的应用标准方面非常有用。例如,具有医疗和运动监测功能应用程序的可穿戴纺织品应该需要一个面向最终用途的量化标准,如检测身体的生命体征。

虽然产品在机械作用和多应力方面的耐久性很重要,但是以现有的耐洗涤标准来测试智能纺织品的机械耐久性明显不够合理,因为它们多包含电子组件。该行业必须要找到一个创新性的方法来制定新的标准。在可穿戴电子纺织品方面,首先需要制定出用于测试新目标应用的标准,现有条件下可以利用监测血压、心率或其他重要指标的传感器。现有的耐洗性和机械强度标准可以用来测试纺织品本身,并且作为质量信息的一个补充。

在这一领域的国际贸易机构,比如IFAI 可以和专业标准化机构如ASTM、AATCC 共同协作来开展智能纺织品特定应用的标准化工作。AATCC 最近创建了一个可穿戴电子技术委员会,用以调查电子纺织品的标准化需求。



可持续性和安全性

当多组成的智能纺织品用于人体时,其安全性还未能引起广泛关注。对于有芯片和电子电路的可穿戴电子纺织品,需要考虑到它的安全问题。另一方面,需要考虑产品的可持续性。智能纺织部门需要在这个问题上积极主动,并努力使这些新材料和最终产品具有环境和经济可持续发展性。这意味着安全标准和可持续性基准均需要加以解决。



下一步是什么?

智能纺织品领域是真正意义上的多学科跨界领域,需要智能纺织品相关研究机构尽可能多地与非传统纺织学校如材料科学类学校合作,使纺织品智能化得到进一步延伸。将来,智能纺织品领域的发展、市场的拓展和应用领域的扩大,还需要加强所有利益相关者,包括有关政府商务部门的参与性。



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