開欄語

智能紡織品是貫穿紡織、電子、信息、生物、醫(yī)學、新能源等多學科綜合技術，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)和應用最為廣泛的智能紡織品而不斷豐富產(chǎn)品品類、拓寬應用領域，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“電子智能紡織品的發(fā)展現(xiàn)狀及應用展望”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、系統(tǒng)設計、市場應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的應用，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、電子線路、導電紗線等的引入，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，并拓展應用領域至各行各業(yè)，包括民用、軍用、醫(yī)用、航天等，具有很大的發(fā)展?jié)摿�和前景�?/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用，其中傳感器可以監(jiān)測整個腳上的壓力分布，從而驅動執(zhí)行器靈活地適應不同的腳部形狀。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到的信息進行智能判斷，自動調節(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、功能調制的目的。下圖所示為一款具備智能溫度調節(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/調節(jié)體溫至舒適和安全水平。

具備智能溫度調節(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)關注此專題。

（來源：紡織導報）