開欄語
智能紡織品是貫穿紡織、電子、信息、生物、醫(yī)學(xué)
、新能源等多學(xué)科綜合技術(shù)
，能夠感知人體與環(huán)境信號變化，并通過反饋機制主動做出響應(yīng)的一類新型紡織品
。近年來
，隨著電子產(chǎn)品的微型化、柔性化以及紡織科技的發(fā)展
，電子智能紡織品作為一種開發(fā)和應(yīng)用最為廣泛的智能紡織品而不斷豐富產(chǎn)品品類
、拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，逐漸被市場和消費者所接受
，成為紡織服裝未來的重要發(fā)展方向之一
。為此
，本編輯部特設(shè)“電子智能紡織品的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用展望”專題，計劃通過5～6期微信專題
，從電子智能紡織品原料
、技術(shù)、系統(tǒng)設(shè)計
、市場應(yīng)用等角度向讀者進行介紹與科普
。
隨著科技的進步和生活水平的提高，人們對紡織品的功能性和智能化要求大大提高，促使紡織品向多功能和智能化方向發(fā)展
。這一發(fā)展方向也伴隨著電子信息技術(shù)的應(yīng)用，使得運用電子元件的智能紡織品
，即電子智能紡織品
，成為智能紡織品發(fā)展領(lǐng)域的焦點之一。尤其是近年來柔性電子器件
，包括柔軟的傳感器
、開關(guān)、電子線路
、導(dǎo)電紗線等的引入
，及其與紡織品的整合，催生了穿著性能更佳的電子智能紡織品
，并拓展應(yīng)用領(lǐng)域至各行各業(yè)
，包括民用、軍用
、醫(yī)用
、航天等，具有很大的發(fā)展?jié)摿颓熬啊?/span>
電子智能紡織品的工作原理
大部分電子智能紡織品主要由微型傳感器、微處理器
、執(zhí)行器、可攜帶微型電池組成
。傳感器能夠感知微信號發(fā)射源
，包括光、聲音
、溫度
、動作等，并把這些微信號發(fā)射源產(chǎn)生的不同微電壓信號傳送到微處理器進行運算處理
，處理后的電信號再傳送到執(zhí)行器進行功能性操作
。電子智能紡織品的執(zhí)行器一般由微型電開關(guān)連接不同功能的微型器件組成，包括電發(fā)熱纖維
、微型LED發(fā)光器件或者能產(chǎn)生動能的微型電機等
。
智能紡織品的基本原理
電子智能紡織品的發(fā)展歷程
第 1 代電子智能紡織品，又可稱為被動智能紡織品（Passive Smart Textiles），其只能根據(jù)傳感器感知環(huán)境
，只提供穿著者的相關(guān)信息，例如溫度等
。圖中所示為兩種采用金屬絲編織的溫度傳感器
，可用于人體體征相關(guān)數(shù)據(jù)的采集。
（a）采用混入銅絲的滌綸紗線 （b）銅絲與滌綸單絲交織
采用金屬絲編織的溫度傳感器
第 2 代電子智能紡織品，又可稱為主動智能紡織品（Active Smart Textiles）
。其同時具有傳感器和執(zhí)行器裝置，傳感器感應(yīng)環(huán)境所產(chǎn)生的刺激信號
，并將刺激信號直接傳送到執(zhí)行器
，執(zhí)行器按指令進行簡單的控制。下圖所示為同時具備傳感器與執(zhí)行器的第 2 代電子智能紡織品在襪子中的應(yīng)用
，其中傳感器可以監(jiān)測整個腳上的壓力分布
，從而驅(qū)動執(zhí)行器靈活地適應(yīng)不同的腳部形狀。此外
，這種具有傳感和執(zhí)行器功能的電子智能紡織品還常用于主動調(diào)節(jié)溫度等的智能服裝中
。
具備傳感與執(zhí)行功能的智能襪子
第 3 代電子智能紡織品，又可稱為“非常聰明”的紡織品（Very Smart Textiles） 。它配有傳感器
、微處理器、執(zhí)行器
，能夠通過微處理器對傳感器感應(yīng)到的信息進行智能判斷
，自動調(diào)節(jié)到最適合條件所需執(zhí)行的控制；同時
，也可以實現(xiàn)把信息通過網(wǎng)絡(luò)傳送到中央系統(tǒng)進行必要的廣播和控制的功能
，從而達到安全、智能
、功能調(diào)制的目的
。下圖所示為一款具備智能溫度調(diào)節(jié)功能的服裝，其工作原理是：傳感器感測外部環(huán)境變化并將信號傳遞給微處理器
，微處理器通過服裝中的加熱元件來控制/調(diào)節(jié)體溫至舒適和安全水平
。
具備智能溫度調(diào)節(jié)功能的服裝
下期將介紹電子智能紡織品的實現(xiàn)方式，請持續(xù)關(guān)注此專題
