智能服装概述之发展篇

扫码手机浏览

智能服装概述之发展现状篇

自远古以来,服装从初始兽皮裹身到后来农耕时期的纺纱、织造、染色、整理等工序制成的遮羞御寒的最初成衣。随着工业革命的到来,合成纤维材料的出现人类不再局限于用动植物织物来制造服装。这也使得合成纤维所制造出来的服装更加色彩纷呈,弥补了动植物纤维所不具备的物理缺陷。设计师们不仅在服装的款式和色彩上下足了功夫,更是尽力与技术融合,是服装在体现美的同时又有一些特殊功能,如保温、防水等等。

自20世纪90年代MIT(Massachusetts Institute of Technology,麻省理工学院)媒体实验室的可穿戴多媒体计算机。问世以来,国内外学者开始逐渐关注可穿戴技术与智能服装的研究。在进入二十一世纪以来,随着电子、信息、半导体、无线电通讯技术与纺织、服装技术的不断发展、融合。为电子纺织品的繁荣打下了坚实的基础,为服装的发展开辟了新的领域。电子服装将时装与高新技术融为一体,成为生活方式与高技术功能交汇点,是智能服装的重要组成部分。智能服装不仅能感知外界压力、温度、电荷等的刺激,而且能根据这些刺激变化作出相应调节,赋予服装独特的功能,演绎了电子学、材料学、电子通讯、医疗监测技术、高技术织物与服装款式、结构设计的完美融合,也最大程度的拓展了服装内涵。随着智能服装的概念开始在我们的眼前显现,智能服装越来越受各国的重视,许多研究者及研究机构投入大量的人力、物力将目光投向前景广阔的智能服装进行重点研发。目前,对智能服装研发先进的国家主要集中在美国、芬兰、日本、瑞士、英国等西方发达国家,他们有着新型智能纺织品的技术储备,且具有先进的电子、通讯和计算机软件技术支持。然而,智能服装的开发在我国还处于一个相对落后阶段,这也有待于我国科研机构和有志之士去不断深入探索研究。智能服装的发展必将会给我国纺织工业及服装制造业形成一个革命性的变革,同时也是为本已产能过剩的行业提供了一条崭新的经济增长点和发展道路。

最早的智能服装采用的是传统的面料和一些普通的电子元件,如传感器、电阻、二极管、芯片等通过对面料和服装结构的设计把电子元件附加在纺织品或服装上。1997年,飞利浦公司和Levi公司成功地创造出世界上第一套可穿戴智能服装,此套智能服装包含了娱乐(诸如音乐)以及通信(诸如移动电话)的功能,但这套服装最大缺陷是不可以折叠、也不可以洗涤。此外,在制作上基本只能以手工操作的方式进行,不利于大规模商业化生产,导致这类服装成本高昂。由于传统的电子元件如刚性印刷电路植入服装内会造成不舒适感,电路不能随着织物一起变形。另外,在不移除电子元件的情况下也无法方便地对衣物进行清洁。因此近年来科学家尝试将末端元器件如超薄微型传感器植入织物中,使其能像织物一样产生形变,甚至可清洗,这样也具备了很高的集成度。随之,电子智能纺织品的发展迈向了第二个阶段。

把传感器、处理器、存储器等电子元件微化,将其与纤维结合,制作成特种纤维,如导电纤维等,再用这些特种纤维编织成面料,制作成服装。通过这种方式做成的服装,根据使用目的的不同,可以在纤维中加入不同的电子元件,从而使服装具有了不同的功能。 把具有传导性的光纤与一般纤维交织,变成了具有 感应装置的布料,通过这种方法可制成轻柔型感应装置或开关,服装的可穿性就大大提高。2002年,德国半导体设备制造商Infineon Technologies公司在日本发布了可穿戴的"MP3播放夹克"。这种MP3播放夹克采用了可穿戴电子技术,将微电子芯片植入衣服纤维之中。2005年,德国半导体设备制造商 Infineon Technologies 公司改进了"MP3外衣"设计,MP3外套的左手前臂袖子多了一排"纺织键盘 ",由电线连接的导电织品做成。 2010年,英国Eleksen与Spyder公司一起开始销售带有 ElekTex电子织物嵌人物的运动服,ElekTex保持了传统织物的性能,例如材料可以揉软、扭折和擦洗。普通的导电材料与服装材料织成的电子智能织品磨损很快,易脆,穿在身上不舒服。因此ProeTEX项目以创新的方式把自然纤维和纳米技术生产的纤维结合在一起,制成的服装柔软且电流传导率大大提高。虽然目前石墨烯技术、纳米技术的发展已经使电子智能纺织品在纺织品的质地、外观以及穿着舒适性有了大幅度的提高,但是在电子智能纺织品成为电子产品与服装领域的消费主流之前,仍需克服很多问题,如能源电池的存储容量和微型化,服装的使用寿命、可洗涤性、安全性、耐磨损性与稳定性,以及制造成本都是智能服装重要的因素之一。

目前,由于科技水平极大程度的限制智能服装面料向更柔性化、集成化、合理化的方向发展。现有的智能服装更多的依赖于市场上现有的服装面料,在已有服装面料的基础上将所需的微型电子器件嵌入在服装当中,来实现所需功能的实现,而并不是将微型电子器件与纺织品完全融合于一体的创新设计。因此就目前现有技术而言,智能服装设计发展基本上须遵循以下流程:

1. 遵循以用户为中心的原则确定需求,满足用户的心理需求、生理需求、生活模式和使用环境;

2. 选取可以实现预期功能的技术,以及合适的面料,设计具有美学效果的结构造型;

3. 在原型开发完成后,进行多方位的性能评价;

4. 在整个研发过程都要遵循环境保护和满足用户需求的原则;