什么是智能纤维?
智能纤维是指能够感知外界环境(机械、热、化学、光、湿度、电磁等)或内部状态所发生的变化,并能做出响应的纤维。近年来,智能纤维的开发得到了迅速发展,也催生了一系列新兴智能纺织品的出现,目前有不少也已经实现了规模化生产。
当我们谈论纤维,我们在谈论什么?
谈到纤维,大家都很熟悉了,我们身上穿的衣服的基本单元就是纤维。妈妈总叮嘱我们“多穿衣”,衣服和纤维最基本的功能就是防寒保暖了,所以今天我们来讲一下如何穿的更暖和。
哦好吧并不是。现代科学和技术的发展日新月异,高新材料的研究也是层出不穷,我们更应该关注的是事物未来的形态。大家有没有听说过变色人?有没有听说过太空电梯?这些有趣的东西都是在未来可能通过智能纤维实现的,今天小编就来给大家介绍几种智能纤维以及可能应用的地方。
什么是智能纤维?
智能纤维是指能够感知外界环境(机械、热、化学、光、湿度、电磁等)或内部状态所发生的变化,并能做出响应的纤维。近年来,智能纤维的开发得到了迅速发展,也催生了一系列新兴智能纺织品的出现,目前有不少也已经实现了规模化生产。
变色纤维
所谓变色纤维,是一种受到光、热、水分或辐射等外界条件刺激后可以自动改变颜色的纤维。变色纤维目前主要品种有光致变色和温致变色两种。并且纤维这种颜色的变化也是可逆的。
早在上世纪70年代的越战中,美国著名的CYNAMDE公司为美国军队研发和制造了吸收光线后服装颜色发生变化的织物,从而满足对高性能战服的需要。此后研发出多种具有变色功能的复合纤维,在纺织服装以及服饰领域获得了普遍运用。
上图表达的就是颜色可调控衣物的概念,当然这是一个基本款,还可以设计成其他各种各样的款式。所以在未来,通过自己控制按钮,同一件衣服就能变换成多种颜色和图案。你可以选择变色成阿凡达、绿巨人、黑猫警长,切换自如,一件衣服走天下也不再是梦了,想想就觉得很激动。
形状记忆纤维
形状记忆纤维是指在一定条件下(应力、温度等)发生塑性形变后,在特定条件刺激下能恢复初始形状的一类纤维。其原始形状可设计成直线、波浪、螺旋或其它形状。主要有形状记忆合金纤维、形状记忆聚合物纤维和经整理剂加工的形状记忆功能纤维三大类。
在英国研制的防烫伤服装中,镍钛合金纤维首先被加工成宝塔式螺旋弹簧状,再进一步加工成平面状,然后固定在服装的面料内,当服装表面接触高温时,形状记忆合金纤维的形变被触发,纤维迅速由平面状变化为宝塔状,在两层织物之间形成很大的空腔,使高温远离人体皮肤,防止烫伤发生。
下图,就是英国设计师用这种纤维材料打造的时装秀,当科技被搬上T台,也是别有一番科学与艺术融合的味道。
电子智能传感纤维
这类纤维最具代表性的应用就是可穿戴电子设备和电子皮肤,2012年因谷歌眼镜的亮相,被称作“智能可穿戴设备元年”。可穿戴电子设备不仅仅是一种硬件设备,更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能,可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变。
目前这方面的主要产品除了谷歌眼镜,还有各种运动手环和耐克的智能运动鞋。据介绍,HyperAdapt Trainer 1.0运动鞋脚后跟部位集成了传感器,当用户穿上该运动鞋时,脚后跟的传感器将被激活,而运动鞋将开始自动调整松紧。此外通过脚踝侧方的按钮,用户可以收紧或放松鞋带。耐克表示,最终该公司希望能取消手动按钮。此外它还支持耐克即将发布的新版Nike+应用,来帮助用户管理自己的健身数据。听说还能自动系鞋带,可以说是十分省事了,简直是懒人必备。
看到这里,小编不禁想到《三体》世界中的太空电梯,这种太空电梯可以代替火箭实现外太空和地球之间更便捷的物资交换。其中最重要的部件之一就是传输用的缆绳,需要有足够轻的质量和足够高的强度,目前科学家认为碳纳米管纤维是最有潜力的材料。虽然个别碳纳米管能耐的张力已经达到承载太空电梯的标准,但拉成缆带后就无法维持这样的耐力,不过我们有理由相信通过历代努力的累积,这些问题总会解决的。那么 “我们的征途是星辰与大海”这中现在看来遥不可及的理想,在未来普通人也可能实现了呢。
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