光导纤维及基于光纤的智能纺织品研究

随着智能服装领域相关研究的不断发展,光导纤维作为新型服装材料的研究也取得诸多突破,作为发光服装材料与精巧传感器材料在纺织服装领域的运用愈来愈多。但仅针对光导纤维在纺织服装领域应用的文献却为数不多。因此,研究综述了光纤的发展、分类、性能概况,国内外学者对于光导纤维发光织物的制造方法及其实际应用概况、光纤传感智能服装的基本原理及实际应用概况。     

针织结构柔性传感器的设计开发与应用研究

以针织结构传感器为研究对象,从导电纤维的制备、纺织结构传感器的传感机制、针织结构柔性传感器的针织结构设计以及传感织物的应用等方面,讨论柔性传感织物的材料选择、结构设计、应用前景及存在问题,综述针织结构柔性传感器的设计开发及应用情况,为纺织材料在柔性智能可穿戴领域的进一步应用研究提供参考.     

水凝胶复合织物的研究进展

水凝胶复合织物是一种由水凝胶材料与纺织材料结合而成的复合材料。水凝胶复合织物作为一种新兴的复合材料,在近年来引起了广泛关注。这种材料融合了水凝胶和纺织材料的优势,具有独特的特性和广泛的应用前景。本文在对水凝胶复合织物的制备方法及其在环境治理、淡水资源再生、生物医学、功能和智能纺织品等领域的应用进行综述的基础上,提出：增强力学性能,优化材料的配比,降低制备的成本以及推动其规模化生产是水凝胶复合织物材料未来的重要发展方向。     

柔性力感知电子织物的制备及其人体运动监测系统构建

为开发步态失稳监测系统和压疮监测与预防床垫等老龄健康维护产品,研发了一种用于人体运动监测的柔性压阻式压力传感电子织物,2个电极层织物通过正交配置形成传感点阵,由石墨烯与离子液体改性处理的棉织物构成中间导电层。实验结果表明：该电子织物在0～5 kPa压力范围的传感灵敏度为0.15 kPa^-1,且呈现良好的线性关系,加载、卸载时具有快速响应时间(20、30 ms),经校准实验所得压力映射图呈现良好均匀性,传感性能可重复8 000次循环。将自主设计的上位机软件、下位机电路等集成智能电子织物压力分布监测系统,可达成对不同身体部位的压力大小及其分布情况的实时连续监测,未来可用于步态分析、压疮监测与预防床垫、人体运动特征等辨识。     

智能可穿戴柔性压力传感器的研究现状与发展趋势

探讨国内外可穿戴柔性压力传感器的研究进展。分析当前柔性压力传感器的缺陷和在智能纺织品中应用的局限性因素。系统阐述柔性织物基压力传感器的制备、工作原理、结构、工艺与性能,重点探讨柔性织物基压阻式、电容式、压电式压力传感器和三维织物基压力传感器的传感性能,总结柔性织物基压力传感器开发、应用研究中需要解决的问题。结果表明,柔性织物基压力传感器及其结构的创新研究在智能可穿戴领域具有推动性作用。     

防水透湿织物的发展与展望

将防水透湿织物的发展过程分为三个阶段，论述了各阶段防水透湿织物特别是聚四氟乙烯防水透湿层压织物的特性；介绍了智能防水透湿材料、无污染聚氨酯以及功能性聚四氟乙烯层压等织物的发展动态；阐述了防水透湿织物的发展方向，认为聚四氟乙烯层压织物在防水透湿阻燃、防化服等方面的开发前景广阔；而各种功能性聚氨酯的开发及其在纺织上的应用，对改善织物舒适性、克服环境污染等具有重要的意义。     

光导纤维在发光织物上的应用研究进展

为更好地将光导纤维应用于智能纺织品,综述了近年来光导纤维的种类与制备、由其织造而成的光纤发光织物的存在形式、特点以及最新研究进展,并指出光导纤维在这些形式中存在的问题;结合发光织物的应用,总结了光纤发光织物在智能服装中的应用;并结合发光织物用光导纤维的具体要求和发光织物的必要属性,针对目前光导纤维制备光纤发光织物实现商业化存在的关键性问题,提出光纤发光织物应具有类似服用的性能、改善光导纤维的基本性能和提高光纤发光织物的耐用性以及实现高发光亮度、均匀发光等特性,为光导纤维在智能纺织品上应用的发展趋势做出了综合预测。     

纬编导电织物多重性能及其制备的研究进展

为促进智能针织产品的设计与研发,文章系统归纳了纬编导电织物及其类别,综述了3种不同性能导电织物作用机理及应用进展,并对其制备要点进行探讨。电-力学性能织物对线圈结构依赖性极强,因其影响因素过多,无法形成统一的性能评判标准;湿度传感织物利用织物自身、湿敏材料或导电材料亲水性来实现电阻变化,因外力拉伸与湿度变化均能影响织物电阻,故制备时可增加复合层以防两者产生耦合效应;电热性能织物受导电材料、制备工艺及加载电压影响,可采用镀银纱线或聚吡咯进行制备且前者性能优于后者。进一步指出,加强高性能纤维材料研发、改善制备工艺、加快自供电技术应用,以及建立完善的安全测试标准是智能针织产品未来的发展方向。     

摩擦纳米发电机在织物基智能可穿戴中的应用

智能可穿戴技术的快速发展对供能系统适用、经济、环保等提出了更高的要求。因体积大、不耐久、非柔性、不易集成于织物、综合成本高昂,并且单位储能能力有限、电容充电不便,所以现有的原电池、二次电池、燃料电池、储能电池等"化学能-电能"装置,无法满足智能可穿戴设备对能源供给系统的要求。摩擦纳米发电机(TENG)可以将环境中低频机械能转化为电能,且拥有能源供应稳定、经济性好、适用性强、清洁环保等优势。将摩擦纳米发电机集成到纺织品上,持续、稳定提供电能是解决目前织物基智能可穿戴领域供能问题的重要途径。总结了摩擦纳米发电机相比较于传统电池的应用优势,介绍了摩擦纳米发电机的基本工作原理和理论模型,概述了提高摩擦发电性能的方法,详述了其在织物上材料集成与结构设计方式,列举了其集成在纺织品及其他方面上的应用。讨论了目前摩擦纳米发电机在织物基智能可穿戴研究中存在的问题,展望了恒流摩擦纳米发电机等未来研究方向。     

建筑用经编材料研究进展及发展趋势

分析建筑用经编材料的研究现状,探讨经编轴向织物、经编间隔织物和经编网眼织物在建筑领域的应用和研究进展。阐述目前适用于建筑用经编织物的纤维原料特点和应用范围。指出由于经编织物具有成本低、生产效率高、灵活多样、组织结构独特和力学性能优异等优点,其在建筑领域的应用日益增加并且具有深厚的发展潜力和广阔的应用空间,基于此,提出经编织物作为新型建筑材料在装配式建筑领域的发展趋势以及目前面临的挑战和难点,并给出建筑用经编材料行业发展的相关建议。     

织物基微型电容器的柔性储能研究进展

随着便携式电子设备的迅速发展,各类储能设备所占比例逐年上升,人们对其要求也越来越高,微型超级电容器因循环寿命长、充放电速度快等优点受到广泛关注。其中,织物基平面微型超级电容器具有质量轻、可弯曲、可折叠等特点,对发展可穿戴柔性储能设备具有极大意义。文中以织物基微型电容器的柔性储能研究为出发点,概述织物基微型超级电容器,阐述织物基微型超级电容器的组成成分及其结构,探讨二维微型超级电容器的制备方法,并给出微型超级电容器的应用前景。     

外接互联及织物密度对织物基丝印汗液葡萄糖监测用传感系统电化学性能的影响

基于丝印技术制备织物基碳电极，并进行葡萄糖氧化酶的修饰。探究不同外接互联对织物基碳电极电化学性能的影响，再选取最优外接互联方式制备不同织物密度的电极传感系统，评价其电化学性能。结果显示：丝印织物基电极可用于葡萄糖监测用传感系统，利用双组分环氧导电胶胶接互联有利于传感系统获得长久且稳定的测试结果，且织物密度影响电极传感系统的电化学有效面积。同时，使用最优方案制备的葡萄糖传感系统灵敏度为302.86 (μA·L)/mol,在葡萄糖浓度为50～250μmol/L时其所获取的电流具有良好的线性响应性。该传感系统能够满足汗液中微小含量葡萄糖的检测要求。研究结果为汗液葡萄糖监测用传感系统在织物上的集成提供一定的试验基础。     

柔性织物传感器的发展与应用北大核心

柔性传感器因具有柔韧性和延伸性等优点而广泛应用于不同领域。文章主要介绍了压阻式传感器和光纤传感器的在纺织领域的研究进展。根据电阻效应产生方式的不同,压阻式传感器可分为材料自身电阻和接触电阻2种类型。根据传感原理的不同,光纤传感器可分为光纤光栅传感器、宏弯传感器和微弯传感器。总结了国内外柔性织物传感器在医学领域的主要研究成果,重点分析了用于监测呼吸和心跳活动等生命参数的柔性织物传感产品的研究现状及应用。     

绒面织物基摩擦电式压力传感器的制备及其应用

传统压力传感器普遍存在可穿戴性差、电源供电不便等瓶颈问题，限制了其在可穿戴领域的应用，因此，研发具有柔性可穿戴和自供电功能的传感器是亟需突破的新策略。受冬季绒面衣物与人体摩擦易产生静电的启发，将摩擦纳米发电技术与柔性纺织材料相结合，提出了一种基于纺织结构的新型摩擦纳米发电机。以不同绒面织物作为摩擦层材料，制备了一种摇粒绒织物基摩擦电式自供电压力传感器(f-TENG),研究绒面结构类型对摩擦电输出性能的影响规律。f-TENG的绒面结构和高比表面积赋予了其良好的可水洗、连续化生产、低成本的特点，以及出色的电输出性能(40 V,5 cm×5 cm),可以点亮50个串联的LED灯泡。f-TENG可被用于多种应用场景中，采集人体运动的能量产生电信号，展示了纺织品在自供电智能可穿戴设备方面的应用潜力。     

热拉式多材料纤维光电子技术研究进展与展望

随着纺织工程和材料科学的快速发展,智能纤维与织物以其柔软、轻便、透气等优势成为可穿戴设备的首选载体。热拉式多材料光电子纤维有望通过热拉制工艺发展为具有多参量感知、温度调控、信息交互等功能的智能纤维。为使热拉式多材料光电子纤维可更好地服务于纺织行业,重点讨论了热拉式多材料纤维光电子技术的研究进展,总结了热拉纤维内微纳结构的调控机制,阐述了热拉式多材料纤维在传感、能源、生物、医疗等场景中的应用,并展望了热拉式多材料纤维光电子技术未来在材料选择及研发、纤维结构调控、纺织加工、多功能集成、人工智能5个方面的研究趋势。最后指出：热拉式多材料光电子纤维未来将从单一功能向多功能、力学性能改善、智能计算等方向发展,以便更好地与传统纺织加工技术结合,进一步提升织物的功能性、穿戴舒适性、场景普适性。     

三维间隔织物编织工艺及应用

三维间隔织物是一种具有特殊结构的新型纺织材料。文章介绍了经编和纬编间隔织物的编织工艺和织造方式,归纳了间隔织物作为新型材料在垫用、服用、车用、建筑、农用、过滤、包装等方面的常规应用,重点讲述了三维间隔织物在可穿戴领域的研究现状和研究成果,包括传感器、电容器、发电机、纺织天线等智能器件,为间隔织物在可穿戴领域的应用和发展提供了参考。     

热湿舒适性智能织物的研究进展

针对当前空调制冷与供暖中造成的能源消耗激增与实现“双碳”的全球目标之间出现巨大矛盾,实现由智能织物对人体自身热湿舒适性调节从而降低能耗成为亟需解决的问题。根据当前热湿舒适性智能织物的研究,概述了人体热湿舒适性调节原理;介绍了由高性能材料(如高红外线反射、高导热、高红外线透过材料)制备的热湿舒适性智能织物以及通过纤维或织物结构控制实现的智能织物(如保暖、吸湿快干、智能热湿调节织物)。分析了不同调节方式的智能织物制备方法及现阶段面临的困难和挑战;提出可制备新型热湿刺激响应纤维,通过纤维的低成本、大规模生产达到智能热湿调节织物的生产及广泛应用;展望了热湿舒适性智能织物在“双碳”背景下,推动智能服装发展的应用前景。     

嵌入机织物的碳纳米管纱线应变传感性能

为研究以碳纳米管（CNT）为传感元件的智能织物的传感性能,采用嵌入方式将碳纳米管纱线与机织物结合,测试碳纳米管纱线的电阻变化率与机织物的应变关系。结果表明：实验所用的CNT 纱线的传感系数为1.02,采用5%的聚乙烯醇（PVA）溶液对其进行复合后的CNT/PVA纱线其传感系数提高到了1.43;将CNT 纱线与CNT/PVA 纱线分别沿经向和纬向嵌入平纹织物,均沿经向施加3%的应变,CNT/PVA 纱线传感系数经向为0.67,纬向为0.27,CNT 纱线传感系数经向为0.33,纬向为0.1１。改变CNT/PVA 纱线嵌入平纹的经浮长,浮长越长时织物的传感系数越高,连续6 个经浮长对应的传感系数最高为0.81;改变CNT/PVA 纱线经向嵌入平纹的长度,在一定范围内,嵌入的纱线长度越长织物的传感系数越高,将3cm 的CNT/PVA 纱线经向嵌入平纹织物经向拉伸7%时对应的传感系数约为1.07。     

聚乳酸非织造基材触摸传感电子织物制备及其性能

针对现有薄膜状、硅胶基触摸传感器件抗弯折性差、热湿舒适性不佳等问题，提出了采用柔软亲肤的聚乳酸非织造材料为基材构筑柔性触摸传感电子织物的研究策略，构建聚丙烯酰胺-氯化锂离子水凝胶双向离子导电体系，采用芯吸沉积效应制备石墨烯导电非织造织物，复合形成层叠结构电子织物，研究触摸传感电子织物对触摸动作的识别及不同机械形变对触摸信号的影响规律。结果表明：触摸传感电子织物可定位识别触摸动作；响应时间仅为25 ms,表现出优异的响应速度；在不同速度触摸下，触摸信号波动率仅为5%,表现出优异的稳定性。弯曲循环500次后，触摸传感电子织物的触摸性能仍维持恒定，表现出优异的抗干扰性。此外，触摸传感电子织物具有优异的热湿舒适性，可长期穿戴。基于此，触摸传感电子织物可实现显示界面的控制功能，在可穿戴人机交互领域具有广阔的发展潜力。     

织物电极的制备及其在间隔织物摩擦纳米发电机的应用研究进展

摩擦纳米发电机(TENG)技术与传统纺织品的融合，为智能纺织品带来了新的活力和更多的应用方向。然而基于纺织品的TENG输出仍处于较低的水平，织物结构上的导电层影响电荷传输可能是原因之一。本文从织物基摩擦纳米发电机的导电层和特殊间隔织物结构研究出发，综述了摩擦纳米发电机的织物电极的制备方法，以及其在间隔织物TENG的应用现状。在此基础上，讨论了织物电极阻碍其输出的潜在困难和严峻挑战。希望不仅能在一定程度上加深智能纺织品与TENG之间的联系，也能为未来可穿戴TENG的相关研究和应用提供一些参考。