智能纺织品

智能纺织品（通常与智能纺织品混为一谈）是使数字组件（例如电池和照明灯（包括小型计算机）以及电子产品）能够嵌入其中的织物。“智能纺织品”是采用新技术开发的织物，可以为穿着者提供附加值。普拉特研究所的Pailes-Friedman指出：“使智能织物具有xxx性的意义在于，它们具有执行传统织物无法完成的许多事情的能力，包括交流、转换、传导能量甚至成长”。

智能纺织品可以分为两类：美学和性能增强。美学的例子包括发光的织物和可以改变颜色的织物。这些织物中的一些通过利用振动，声音或热量对这些输入做出反应，从环境中收集能量。该颜色更改和照明方案也可以通过将织物嵌入可以为其供电的电子设备来工作。性能增强型智能纺织品旨在用于运动，极限运动和军事应用。这些包括旨在调节体温，降低风阻和控制肌肉振动的面料-所有这些都可以改善运动成绩。已经开发出用于防护服的其他织物，以防止极端的环境危害，例如辐射和太空旅行的影响。健康和美容行业也正在利用这些创新，从药物释放型医用纺织品到具有保湿、香料和抗衰老特性的织物。许多智能服装、可穿戴技术以及可穿戴计算项目涉及到智能纺织品的使用。

智能纺织品不同于可穿戴计算，因为重点是纺织品与电子元件（如微控制器、传感器和执行器）的无缝集成。此外，智能纺织品不必是可穿戴的。例如，室内设计中也发现了智能纺织品。

Cientifica Research的一份新报告研究了基于纺织品的可穿戴技术的市场，生产这些技术的公司以及支持技术。该报告确定了纺织可穿戴技术的三个不同的世代：

1. “xxx代”将传感器连接到服装。目前，阿迪达斯、耐克和Under Armour等运动服品牌都采用这种方法
2. “第二代”产品将传感器嵌入到服装中，三星、Alphabet、Ralph Lauren和Flex的最新产品证明了这一点。
3. 在“第三代”可穿戴设备中，服装是传感器。为此，越来越多的公司正在创建压力，应变和温度传感器。

智能纺织品的未来应用可能会开发用于运动和健康产品，以及用于患者监护的医疗设备。技术纺织品，时装和娱乐也将是重要的应用。

电子纺织领域可分为两大类：

• 具有经典电子设备（例如导体、集成电路、LED、OLED和嵌入到衣服中的常规电池）的智能纺织品。
• 电子产品直接集成到纺织品基材中的智能纺织品。这可以包括无源电子设备（例如导体和电阻器）或有源组件（例如晶体管、二极管和太阳能电池）。

大多数研究和商业电子纺织项目都是混合的，其中嵌入在纺织品中的电子组件连接到经典的电子设备或组件。一些示例是通过使用导电纺织品编织完全以纺织品形式构造的触摸按钮，然后将其连接到诸如音乐播放器或安装在编织导电纤维网络上的LED之类的设备以形成显示器。

用于生理和环境监测的印刷传感器已集成到纺织品中，包括棉、戈尔-特克斯和氯丁橡胶。

智能纺织面料可由传统棉，聚酯和尼龙到具有集成功能的高级凯夫拉纤维制成。然而，目前，具有导电性的织物是令人关注的。导电织物是通过在织造纤维和织物周围沉积金属纳米颗粒而生产的。所得的金属织物是导电的，亲水的并且具有高电活性表面积。这些特性使它们成为电化学生物传感的理想底物，DNA和蛋白质的检测已证明了这些特性。

已经开发和研究了用于健康监控的两种智能纺织品产品：具有基于纺织品的传感器电子设备的织物和包围传统传感器电子设备的织物。已经表明，编织可用于将导电纱线结合到织物中以获得可用作“可穿戴主板”的纺织品。它可以将身体上的多个传感器（例如湿凝胶ECG电极）连接到信号采集电子设备。后来的研究表明，导电纱线可用于制造基于织物的传感器，该传感器由织物或涂有银的金属网或编织到织物中的导电金属芯制成。

有两种使用ECG传感器电极制造服装的广泛方法：

• 通过功能化成品衣服或将其与传感器元件集成在一起来完成成品衣服。该方法涉及通过简单地在衣服上适当位置上缝合电极或使用沉积技术在适当位置上转移功能材料来将完成的电极集成到完成的衣服中。
• 未完成的服装。在服装制造过程中引入智能材料。这种“完成”方法需要使用纺织品制造技术来形成包含功能性材料的机织或非织造织物。

就像在传统电子学中一样，在纺织纤维上构建电子功能需要使用导电和半导电材料，例如导电纺织品。有许多商业纤维的今天，其包括金属纤维与纺织物纤维混合，以形成可被编织或缝合导电纤维。但是，由于金属和经典半导体都是硬质材料，因此它们不适用于纺织纤维，因为纤维在使用过程中会受到很大的拉伸和弯曲。

电子纺织的最重要问题之一是纤维应耐水洗。因此，在清洗过程中需要对电气组件进行绝缘，以防止损坏。

一类更适用于电子纺织的电子材料是有机电子材料，因为它们既可以导电，也可以是半导体，并且可以设计为墨水和塑料。

在实验室中已演示的一些最高级的功能包括：

• 有机纤维晶体管：xxx个与纤维制造业完全兼容且完全不含金属的纤维纺织晶体管。
• 纤维上的有机太阳能电池

• 健康监测的生命体征，如心脏速率、呼吸速率、温度、活动和姿势。
• 运动训练数据采集
• 监控处理危险材料的人员
• 追踪行动中士兵的位置和状态
• 监控飞行员或卡车驾驶员的疲劳
• 诊断截肢者不适
• 创新时尚（可穿戴技术）
• 恢复以前因意外或分娩而失去的感官知觉